[发明专利]用于反射器天线的相控阵列线馈源

说明书

一种用于反射器天线的相控阵列线馈源，其包括多个大致平行的金属杆以及电连接至所述金属杆的相位/功率开关矩阵。所述相位/功率开关矩阵可以通过调节所述金属杆之间的相位差和/或功率差来使所述反射器天线的波束转向。所述相控阵列线馈源还可以包括多个大致平行的金属盘。所述金属杆可以与所述金属盘大致垂直地延伸通过这些金属盘。所述金属盘可以是等间隔的，并且所述金属盘的直径可以沿着所述金属杆的长度减小。可选地，所述金属盘的直径可以是相等的，并且所述金属盘之间的距离可以沿着所述金属杆的长度减小。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月16日提交的美国临时专利申请62/193,474的优先权，上述文献通过引用整体包含于此。本申请还与2016年5月13日提交的美国专利申请15/154,760相关，上述文献也通过引用整体包含于此。

关于联邦资助研究的声明

不适用。

背景技术

如美国专利申请15/154,760中所述，传统的高增益空间天线由于其大小、重量以及不能在三维中折叠、因而空间运输或者轨道入位是昂贵的。为了克服现有技术的这些和其它缺点，美国专利申请15/154,760公开了一种具有可充气气球(balloon)和机械可转向馈源系统(例如，线馈源(line feed))的气球反射器天线。

图1是示出根据美国专利申请15/154,760的具有部署于空间中的大型气球反射器天线120的卫星100的图。气球反射器天线120包括球形气球140，其中该球形气球140包括对电磁波透明的面142以及与该透明的面142相对的反射面144。(气球140还可以包括用以帮助气球140维持其球形形状的一个或多个介电支撑帘146。)卫星100还包括气球反射器罐182、RF模块184、电信模块186、俯仰反应轮188、横滚反应轮189、电源模块190、以及太阳能电池192。

气球反射器天线120包括馈源系统160，其中该馈源系统160可以是一个或多个喇叭馈线、一个或多个平面天线、诸如准光球形校正器等的一个或多个球形校正器或线馈源(如图1所示)、或用于接收反射面144所反射的电磁波或者发出反射面144所反射的电磁波的任何其它合适装置。

当气球反射器天线120(例如，从地面)接收到信号时，该信号通过透明面142并且遇到反射面144，其中反射面144使信号汇聚至馈源系统160中。当气球反射器天线220(例如，向地面)发送信号时，该信号由馈源系统160发出并且遇到反射面144，该反射面144引导信号通过透明面142。

如图1所示，诸如反射面144等的球形反射面将平行光线汇聚成线(与抛物面反射面相反，该抛物面反射面将平行光线汇聚成点)。这种球差(spherical aberration)的最简单的“校正器”是线馈源。

图2是示出现有技术的线馈源200的图。

如图2所示，现有技术的线馈源200包括具有由外部四分之一波片260分隔开的周期孔径240的长的圆形波导220。由于线焦点可以是任意半径的球形反射面，因此可以容易地通过转动线馈源200使天线波束在不劣化的情况下转向通过大的角度。

参考回图1，馈源系统160(其可以是与图2所示的线馈源系统200类似的线馈源)从气球140的中心沿着气球140的一个或多个径向线延伸。为了使气球反射器天线120聚焦，馈源系统160包括用以使馈源系统160径向移动的机动安装件162。如美国专利申请15/154,760所述，使馈源系统160枢转，这样使得能够在不使整个卫星100转动的情况下使波束转向。然而，通过使馈源系统260枢转来对波束进行重定向引发了另一问题。