一种星载多波束天线及馈电网络制造技术

本发明专利技术公开了一种星载多波束天线及馈电网络，涉及卫星天线技术领域。包括天线波束，天线波束阵列设置为16元，16元天线波束阵列在平板微带传输线贴片上，平板微带传输线贴片后接放大电路，用于增加信号幅度，放大电路后接巴特勒馈电网络，巴特勒馈电网络在覆盖区形成无间隔的13个天线波束。本发明专利技术通过本方案的设置，用组合功合网络将16个天线子波束分为13组，重新组合为13个天线波束，重新组合的13个天线波束在覆盖区中心具有较低的增益，在覆盖区的边缘具有较高的增益，具有较高的能量利用效率，且本方案中采用二维巴特拉馈电网络且为紧缩型网络，便于将高度压缩至0.15米，具有可实现性，同时减低了产品的质量，使得使用效果有所提高。有所提高。有所提高。

【技术实现步骤摘要】
一种星载多波束天线及馈电网络


[0001]本专利技术涉及卫星天线
，具体为一种星载多波束天线及馈电网络。

技术介绍

[0002]卫星天线是用来收集由卫星传来的微弱信号的工具，通常为一个金属抛物面，负责将卫星信号反射到位于焦点处的馈源和高频头内。
[0003]现有常规的巴特拉矩阵网络采用分支线矩阵网络组成，为了给16元阵馈电，需采用两层8块巴特拉矩阵网络组成，在S band体积很大，高度达近1.5米，在星体上无法布局，导致可实现性较低，为此，提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种星载多波束天线及馈电网络，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种星载多波束天线及馈电网络，包括天线波束，天线波束阵列设置为16元，16元天线波束阵列在平板微带传输线贴片上，为多波束平板相控阵，平板微带传输线贴片后接放大电路，用于增加信号幅度，放大电路后接巴特勒馈电网络，巴特勒馈电网络在覆盖区形成无间隔的13个天线波束，在巴特勒矩阵的16个输入口之前采用组合功合网络将16个天线子波束分为13组，重新组合为13个天线波束，重新组合的13个天线波束在覆盖区中心具有较低的增益，在覆盖区的边缘具有较高的增益，具有较高的能量利用效率。
[0006]优选的，所述16个天线子波束覆盖星下
±
60度的角域，16元天线波束呈4
×
4阵列分布，中心四个天线波束通过合成网络合为一个天线波束，共13个天线波束。
[0007]优选的，所述天线波束的增益与天线波束占有的面积成反比，覆盖区边缘具有较高的增益，覆盖区中心具有较低的增益，一定程度上补偿了边缘距离远造成的增益跌落。
[0008]优选的，所述多波束平板相控阵设置为16元辐射阵，辐射单元采用双馈点微带贴片结构，辐射单元间距为半波长。
[0009]一种馈电网络，其特征在于，包括权利要求1
‑
4中任一项所述的星载多波束天线，还包括一维巴特拉馈电网络，一维巴特拉馈电网络为4
×
4巴特勒矩阵，需要4个定向耦合器、45
°
移相器和大量的交叉结，4
×
4巴特勒矩阵输出端口功率均匀分布，不同输入端口激励时，输出端口存在相位差。
[0010]优选的，所述一维巴特拉馈电网络输入口和输出口均设置为4个，每个输出口接一个4
×
4巴特勒矩阵，形成16个输出口，16个输出口与波束天线相接后实现13个天线子波束，在一维巴特拉馈电网络的输入口通过功合器将4个天线波束连接在一起实现一个合成天线波束，最终形成13个波束。
[0011]优选的，所述4
×
4巴特勒矩阵采用蓝格耦合器结构，大大减小了尺寸，同时提高了耦合器的相位精度。
[0012]优选的，所述4
×
4巴特勒矩阵采用共面波导型立体交叉，共面波导型立体交叉仅有3mm
×
3mm空间，减小了交叉的损耗，所需的相位由微带传输线长度调整得到，结构紧凑，面积大大压缩。
[0013]优选的，所述一维巴特拉馈电网络设置为八块，组成二维巴特拉馈电网络，四块一维巴特拉馈电网络的矩阵板平行排列，矩阵板上方再正交的排列四块矩阵，上下两组矩阵板间用同轴插件连接，结构紧凑，面积大大压缩，高度减小到十分之一，电性能与现有分支线型网络相当。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]该星载多波束天线及馈电网络，通过本方案的设置，用组合功合网络将16个天线子波束分为13组，重新组合为13个天线波束，重新组合的13个天线波束在覆盖区中心具有较低的增益，在覆盖区的边缘具有较高的增益，具有较高的能量利用效率，且本方案中采用二维巴特拉馈电网络且为紧缩型网络，便于将高度压缩至0.15米，具有可实现性，同时减低了产品的质量，使得使用效果有所提高。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的多波束平板相控阵天线波束布局图；
[0017]图2为本专利技术的多波束平板相控阵天线13波束覆盖结果图；
[0018]图3为本专利技术的多波束平板相控阵16元辐射阵结构图；
[0019]图4为本专利技术的常规分支线型混合矩阵与蓝格耦合器结构的比较图；
[0020]图5为本专利技术的常规分支线型交叉与紧缩型微带交叉结构的比较图；
[0021]图6为本专利技术的一维巴特拉矩阵网络结构图；
[0022]图7为本专利技术的二维巴特拉矩阵网络结构图；
[0023]图8为本专利技术的一维巴特拉馈电网络原理图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]在卫星天线的使用过程中，需要使用到波束天线及馈电网络，本专利技术提供的星载多波束天线及馈电网络专门用于方便在星体上进行布局使用，保证可实行性，在使用本星载多波束天线及馈电网络过程中，其事先需要进行检查试验等准备工作，保证星载多波束天线及馈电网络的正常使用。
[0026]实施例
[0027]如图1
‑
图7所示，本专利技术提供一种技术方案：
[0028]一种星载多波束天线及馈电网络，包括天线波束，天线波束阵列设置为16元，16元天线波束阵列在平板微带传输线贴片上，为多波束平板相控阵，平板微带传输线贴片后接放大电路，用于增加信号幅度，放大电路后接巴特勒馈电网络，巴特勒馈电网络在覆盖区形成无间隔的13个天线波束，在巴特勒矩阵的16个输入口之前采用组合功合网络将16个天线
子波束分为13组，重新组合为13个天线波束，重新组合的13个天线波束在覆盖区中心具有较低的增益，在覆盖区的边缘具有较高的增益，具有较高的能量利用效率。
[0029]在实施例中，16元天线波束覆盖星下
±
60度的角域，16元天线波束呈4
×
4阵列分布，中心四个天线波束通过合成网络合为一个天线波束，共13个天线波束。
[0030]在实施例中，天线波束的增益与天线波束占有的面积成反比，覆盖区边缘具有较高的增益，覆盖区中心具有较低的增益，一定程度上补偿了边缘距离远造成的增益跌落，如图2具体所示，图中大圆为覆盖区，覆盖区被13个天线波束进行覆盖，覆盖区内增益不小于8dB，天线波束增益是衡量天线在特定方向上辐射或接收信号能力的一个重要指标，它表示了天线在主瓣方向上的信号强度相对于理想全向辐射天线的增益，天线波束增益取决于天线的辐射模式，即天线在不同方向上辐射或接收信号的功率分布情况，辐射模式由天线的物理结构和设计参数决定，如天线形状、尺寸、辐射元件的布局和激励方式等。
[0031]在实施例中，多波束平板相控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星载多波束天线，包括天线波束，其特征在于：天线波束阵列设置为16元，16元天线波束阵列在平板微带传输线贴片上，为多波束平板相控阵，平板微带传输线贴片后接放大电路，用于增加信号幅度，放大电路后接巴特勒馈电网络，巴特勒馈电网络在覆盖区形成无间隔的13个天线波束，在巴特勒矩阵的16个输入口之前采用组合功合网络将16个天线子波束分为13组，重新组合为13个天线波束，重新组合的13个天线波束在覆盖区中心具有较低的增益，在覆盖区的边缘具有较高的增益，具有较高的能量利用效率。2.根据权利要求1所述的一种星载多波束天线，其特征在于：所述16元天线波束覆盖星下
±
60度的角域，16元天线波束呈4
×
4阵列分布，中心四个天线波束通过合成网络合为一个天线波束，共13个天线波束。3.根据权利要求1所述的一种星载多波束天线，其特征在于：所述天线波束的增益与天线波束占有的面积成反比，覆盖区边缘具有较高的增益，覆盖区中心具有较低的增益，一定程度上补偿了边缘距离远造成的增益跌落。4.根据权利要求1所述的一种星载多波束天线，其特征在于：所述多波束平板相控阵设置为16元辐射阵，辐射单元采用双馈点微带贴片结构，辐射单元间距为半波长。5.一种馈电网络，其特征在于，包括权利要求1
‑
4中任一项所述的星载多波束天线，还包括一维巴特拉馈电网络，一维巴特拉馈电网络为4
×
4巴...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小金，阎鲁滨，
申请(专利权)人：星启空间通信技术南通有限公司，
类型：发明
国别省市：