本发明专利技术提供一种C/S频段波束共用主反射器的双反射面天线及实现方法，本发明专利技术是一个新型高增益双频天线，对原有C频段的赋形偏置格里高利型双反射器天线结构进行改进，增加了S波束性能，并保持了原C频段波束性能。本发明专利技术由主反射器、副反射器、馈源组件(C频段馈源、S频段馈源等)部分组成，C频段波纹喇叭作为天线C频段的馈源照射副反射器进行激励，S频段微带馈源作为天线S频段的馈源直接照射主反射器进行激励。本发明专利技术中，由于对天线结构配置的特殊设计，并巧妙地结合了S馈源设计使S波束通过共用主反射器实现，进行了天线整体设计，使该天线成为一种具有C频段抗干扰能力并能够S频段收发工作的C/S频段波束共用主反射器的双反射面天线，具有良好的天线性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种C/S频段波束共用主反射器的双反射面天线及实现方法，特别是 涉及一种借用原有主反射器来实现增加新的频率应用的天线设计方法，属于天线技术领 域。
技术介绍
随着卫星通信技术应用的不断深入和广泛，要求卫星的载荷功能越来越多，需要 天线的集成度也随之提高。对于通信卫星，在一些直播卫星应用的需要同时提供移动通信 卫星应用的S频段通信能力，即能满足对地电视、广播信号直播的应用需要，又可以对地面 提供基于卫星基站的移动通信服务，直播卫星应用中较为常用的是C频段直播通信应用， 而移动通信卫星应用中当前集中在S频段。这样，就需要将一般的直播卫星的C频段通信 载荷与移动通信卫星S频段通信载荷在一颗卫星上结合起来。由于卫星布局空间限制，在 满足直播卫星应用的通信天线外再增加一副S频段天线难度很大，这就需要进行双频段天 线设计，在原有的直播卫星应用的通信天线的基础上进行共用设计，获得满足S移动通信 卫星应用的S频段天线性能。这样就不会对天线布局提出新的要求，解决了应用平台的天 线布设空间紧张的问题，实现卫星不仅具有C频段直播卫星应用功能，也具有S频段移动通 信卫星应用的能力。而对原有天线进行改造来实现原本需要多个天线才能完成的功能，是缓解天线布 设空间紧张的一个途径，也是增添新的频率应用、增加新的功能应用实现单星高载荷集成 度的迫切需要。实现工作在卫星平台的双频多应用天线设计是卫星平台空间天线集成化设计的 难题之一。作为卫星平台上无线系统应用的设备，面向多种应用、实现多个功能的双频天线 获得越来越广泛的应用。通过单一的增加天线数目的方式来解决天线功能应用不断扩展问题将会恶化卫 星平台的电磁环境，使天线间电磁耦合复杂化，而现有技术中的有限平台布局结构还很难 满足集成化设计的需求，因此对功能集成化天线的需求越来越迫切。鉴于应用的卫星平台 对C、S频段通信天线的特殊要求，双频段天线作为直播卫星与移动通信卫星应用系统的关 键组成，既要满足其电性能又要能够承受平台运动过程中的冲击与振动，同时还要能够承 受各种机械扰动，满足空间适应性要求。因此对天线提出新增移动通信频段的电性能、提高 天线结构刚度、结构强度和空间抗辐照特性也要求很高，结构设计难度很大。现有公开的或 已知的c、s双频段通信卫星天线很难满足应用需求。在对不同频段的波束间影响和实现波 束指向基本重合中很难作到兼顾，而且类似设计多作为地面应用，无法满足空间环境和卫 星布局要求。而该天线具有将直播卫星的C频段通信与移动通信卫星S频段通信在一副天 线上结合起来的能力。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种具有双频段特性，能够 进行天线功能应用扩展而不增加新天线的C/S频段共用主反射器的双反射面天线及实现 方法。本专利技术的技术解决方案是一种C/S频段波束共用主反射器的双反射面天线，包 括主反射器、副反射器和馈源组件，其中馈源组件包括C频段馈源、S频段馈源和安装支架， C频段馈源和S频段馈源分别固定在安装支架上，S频段馈源安装在C频段馈源的侧后方， C频段馈源指向副反射器，S频段馈源指向主反射器。所述的S频段馈源采用双层加载耦合的宽频段空气微带天线。所述的双层加载耦合的宽频段空气微带天线临近副反射器波束聚焦点的边切割 成与C射线极化正交或平行即与天线坐标系Y轴平行，临近副反射器波束聚焦点的边相临 的一个边沿切割成与临近副反射器波束聚焦点的边垂直。一种实现C/S频段波束共用主反射器的双反射面天线的方法，通过以下步骤实 现第一步，建立一个具有初始型面主反射器和副反射器的C频段偏置格里高利型双 反射器天线；第二步，将第一步得到的C频段偏置格里高利型双反射器天线的副反射器和C频 段馈源整体沿主反射器坐标系X轴的正方向移动；第三步，在C频段馈源的侧下方安装S频段馈源，且S频段馈源指向主反射器；第四步，切割S频段馈源的宽频段空气微带天线，实现C/S频段波束共用一个主反 射器，将S频段馈源的宽频段空气微带天线临近副反射器波束聚焦点的边切割成与C射线 极化正交或平行即与天线坐标系Y轴平行，临近副反射器波束聚焦点的边相临的一个边沿 切割成与临近副反射器波束聚焦点的边垂直；第五步，对安装了 S频段馈源的C频段偏置格里高利型双反射器天线的主反射器 和副反射器进行赋形；第六步，计算C频段在服务区内极化隔离度δ和S频段在服务区内的增益η ；第七步，将C频段在服务区内极化隔离度δ和S频段在服务区内的增益η与预 设极化隔离度\和预设增益％对比，若δ < Sci或η < η ^，则改变副反射器和C频段 馈源沿主反射器X轴的正方向移动的距离并调整S馈源安装位置，转入第五步，若δ彡δ0 且η > Π C1，则转入第八步；第八步，将副反射器和C频段馈源的位置固定，并将S频段馈源固定。所述第一步主反射器的初始型面选择双曲面或增大焦距的抛物面，绕着主反射器 坐标系原点转动主反射器，使C频段波束指向服务区。所述第一步副反射器的初始型面选择标准椭球面。所述第六步δ Q彡30dB, n0彡20dB。本专利技术的设计原理本专利技术通过对原C频段天线结构进行改造，使用空气微带天线作为S馈源，并共用 主反射器，使S馈源直接照射C频段偏置格里高利型双反射器天线的主反射器来形成S波 束实现对S频率应用的增加，并较好地保持了原有C频段性能的天线设计方法。进行了双馈源对应波束指向基本重合的设计以及双频段性能兼容性设计，将S馈源直接照射主反射 器以在原有C频段偏置格里高利型双反射器天线结构的基础上实现S频段波束的增加，又 满足C频段上行链路的抗干扰性能要求，设计中的难点在于消除和降低C频段射线在S馈 源处的绕射对C频段性能的影响，同时实现两个频段波束的指向基本一致，这需要对于天 线配置进行特殊设计，获得满足天线性能要求的S馈源位置，实现该双频天线应用。偏置格里高利型双反射器天线是一种结构紧凑的反射面天线，具有较高的极化隔 离度、结构简单和较高的辐射效率等优点。本专利技术设计为，对原有C频段的赋形偏置格里高 利型双反射器天线结构进行改造，增加了 S波束性能，并保持了原C频段波束性能。根据技 术设计指标要求，经过一系列创新设计，完成了本专利技术设计工作，根据设计结果结合卫星研 制任务进行了本专利技术研制，对其共用主反射器的设计思路与相应方法进行了应用。本专利技术 设计中，由于对天线结构配置的特殊设计，并巧妙地结合了 S馈源设计使S波束通过共用主 反射器实现，进行了天线整体设计，使本专利技术成为一种具有C频段抗干扰能力并能够S频段 收发工作的C/S频段波束共用主反射器的双反射面天线，具有良好的天线性能。本专利技术根据C/S频段波束共用主反射器的双反射面天线的设计思路，通过应用一 种新的双频段天线设计方法，实现了对天线S频段波束和相应功能的增加。本专利技术的核心 技术为在原有C频段偏置格里高利型双反射器天线结构的基础上实现S频段波束的增加， 完成对S频段载荷的搭载而又满足C频段上行链路的抗干扰性能要求，设计中的难点在于 消除和降低C频段射线在S馈源处的绕射对C频段性能的影响，对天线配置进行特殊设计， 获得满足天线性能要求的S馈源位置，并较好的保持原有的C频段性能。此前的双频段双反射面天线设计多通过基于双频馈源的设计方案来本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｃ／Ｓ频段波束共用主反射器的双反射面天线，其特征在于：包括主反射器、副反射器和馈源组件，其中馈源组件包括Ｃ频段馈源、Ｓ频段馈源和安装支架，Ｃ频段馈源和Ｓ频段馈源分别固定在安装支架上，Ｓ频段馈源安装在Ｃ频段馈源的侧后方，Ｃ频段馈源指向副反射器，Ｓ频段馈源指向主反射器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张明涛，叶长利，杨军，冯小星，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：87
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