一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线制造技术

本发明专利技术公开了一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，包括：天线辐射阵面、T/R组件、馈电网络；天线辐射阵面位于最上方，所述T/R组件位于中间，所述馈电网络位于最下方；T/R组件与天线辐射阵面和馈电网络互相连接。本发明专利技术采用672根窄边开斜缝波导天线组合的形式，天线增益达到53.6dB；利用T/R组件改变每个馈电端口处的相位，实现天线波束扫描，距离向扫描角度达到

【技术实现步骤摘要】
一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线


[0001]本专利技术涉及星载有源相控阵天线
，具体涉及一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线。

技术介绍

[0002]随着现代无线技术的发展，宽频带、高传输速率、小型化和多功能集成的通信设备成为发展趋势，由于毫米波等高频段能满足以上需求成为近年来研究的热点。
[0003]通常毫米波定义的频率范围为30～300GHz，对应的波长为1mm～10mm，本专利技术所涉及的星载Ka波段大型有源相控阵天线属于毫米波天线。
[0004]毫米波相对于低频段有如下优点：1、在相对带宽一定的条件下，有更宽的绝对带宽；2、毫米波的波长短，在电长度保持不变的条件下可以大大缩小器件的实际尺寸；3、相同物理尺寸的口径面条件下天线增益更高，从而有更高的角度分辨率和更好的抗干扰能力；4、因其波长短，在目标速度保持不变的条件下，可以实现更大的多普勒频移，从而提高测速的灵敏度；5、在发射功率一定的条件下，毫米波传输距离短，信号难以被外界截获，大大提高区域通信的安全性。
[0005]波导相控阵天线为一种电子扫描相控阵天线，其通过改变被提供到各辐射波导上的电磁波相位而实现一维扫描辐射电子束，其中的辐射波导并联排列，对整个天线阵面的辐射缝隙进行馈电。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，实现大规模相控阵天线高增益、低损耗、低剖面、可折叠的工程需求，完成距离向
±
15
°
的扫描要求。<br/>[0007]为了达到上述的目的，本专利技术提供一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，，包括：天线辐射阵面、T/R组件、馈电网络；
[0008]所述天线辐射阵面位于最上方，所述T/R组件位于中间，所述馈电网络位于最下方；
[0009]所述T/R组件与天线辐射阵面和馈电网络互相连接。
[0010]上述一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其中，所述天线辐射阵面由金属波导组合而成，波导内部通过空气腔实现电波传播。
[0011]上述一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其中，所述天线辐射阵面分为8个子阵，每个子阵包含84根波导，天线辐射阵面共有672根波导单元。
[0012]上述一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其中，所述天线辐射阵面缝隙为斜缝，用以辐射电磁波。
[0013]上述一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其中，所述T/R组件为三通道组件，单通道峰值发射功率为10W。
[0014]上述一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其中，所述T/R组件能改变每根波
导的相位，用于控制波束扫描。
[0015]上述一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其中，所述天线辐射阵面的长度为5000mm，宽度为470.4mm。
[0016]上述一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其中，所述天线阵面与馈电网络采用一体化加工。
[0017]上述一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其中，所述天线辐射阵面的辐射单元为窄边开斜缝的波导缝隙天线单元。
[0018]上述一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其中，所述馈电网络分为两级，一级为8路功分器，一级为28路功分器。
[0019]根据本专利技术提供的新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，包括：天线辐射阵面、T/R组件、馈电网络等；其框架结构如图2所示。
[0020]如图3所示，天线阵面的辐射单元为窄边开斜缝的波导缝隙天线单元。
[0021]天线子系统为框架结构。如图4所示，天线阵面由8个天线模块，由两个1分8功分器将8个模块的射频信号合成，并统一安装于阵面框架内，另外还包括阵面热控。每个阵面模块内的馈电网络为1分28路功分器，每个分路口直接连接一个T/R组件。每个T/R组件与波导缝隙阵之间采用盲插射频转接头连接，并使用4个M2.5的螺钉固定于有源安装板。
[0022]本专利技术所述天线阵面，为了最大可能的满足卫星的安装要求，天线阵面沿方位向划分成8个模块，采用展开机构，以实现天线安装空间的压缩。每根缝隙波导尺寸为5.6mm(距离向)
×
625mm(方位向)，辐射缝隙为斜缝，用以辐射电磁波。全阵共划分为8(方位向)
×
1(距离向)个模块，每个模块内部分为1(方位向)
×
84(距离向)个子阵，即全阵共8(方位向)
×
84(距离向)个子阵，每个子阵尺寸为625mm(方位向)
×
5.6mm(距离向)。全阵尺寸为5000mm
×
470.4mm(方位向
×
距离向)。
[0023]本专利技术所述T/R组件为三通道T/R组件，可在波控机的控制下实现发射信号的功率放大及数控移相、接收信号的低噪声放大及数控移相衰减等功能。
[0024]本专利技术所述馈电网络为28路功分器，其采用波导功分器的方案。馈电网络28路功分器是一个无源29端口组件，分为一个总口和28个分口。84路功分器由波导功分、匹配负载、射频连接器组成。波导尺寸选用7.112mm
×
3.556mm的标准波导，出口间距33.6mm，采用E面T形节级联而成。对外接口为标准波导接头。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的技术有益效果是：
[0026](1)本专利技术采用672根窄边开斜缝波导天线组合的形式，实现了天线的高增益，增益达到53.6dB；
[0027](2)本专利技术利用T/R组件改变每个馈电端口处的相位，实现天线波束扫描，距离向扫描角度达到
±
15
°
；
[0028](3)本专利技术中，天线阵面与馈电网络采用一体化加工，避免连接误差的引入，同时提高了射频前端的集成度，减少射频电缆的使用；
[0029](4)阵列扫描波束带内下降0.5dB；
[0030](5)本专利技术所采用的矩形波导结构相比于同轴线、微带线和带状线结构，具有传输功率容量高，损耗低，传输过程中能量辐射小和高Q值的优点，本专利技术所涉及的波导天线具有更好的电特性。
附图说明
[0031]本专利技术的一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线由以下的实施例及附图给出。
[0032]图1为本专利技术相控阵天线原理示意图；
[0033]图2为本专利技术天线框架示意图；
[0034]图3为本专利技术单根波导结构示意图；
[0035]图4为本专利技术天线无源阵面示意图；
[0036]图5为本专利技术阵面与T/R组件连接示意图。
具体实施方式
[0037]以下将结合附图对本专利技术的一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线作进一步的详细描述。
[0038]本专利技术实现了一种高增益、低旁瓣、可波束扫描的Ka波段相控阵波导缝隙天线，其主要由天线辐射阵面、T/R组件、馈电网络、天线框架等构成。
[0039]子阵的划分一方面要考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其特征在于，包括：天线辐射阵面、T/R组件、馈电网络；所述天线辐射阵面位于最上方，所述T/R组件位于中间，所述馈电网络位于最下方；所述T/R组件与天线辐射阵面和馈电网络互相连接。2.如权利要求1所述的一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其特征在于，所述天线辐射阵面由金属波导组合而成，波导内部通过空气腔实现电波传播。3.如权利要求1所述的一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其特征在于，所述天线辐射阵面分为8个子阵，每个子阵包含84根波导，天线辐射阵面共有672根波导单元。4.如权利要求1所述的一种新型星载Ka波段大型有源相控阵天线，其特征在于，所述天线辐射阵面的辐射单元为窄边开斜缝的波导缝隙天线单元。5.如权利要求1所述的一种新型星载Ka波段大型有源相控阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，叶声，宋志鹏，
申请(专利权)人：王辉，
类型：发明
国别省市：