[发明专利]一种基于龙伯透镜架构的高增益宽角扫描星载天线

说明书

本发明公开了一种基于龙伯透镜架构的高增益宽角扫描星载天线，包括一个龙伯透镜和多个相控馈源组成的馈源组；所述馈源组中各个相控馈源紧贴在龙伯透镜下方；还包括与所述相控馈源同等数量的多个移相器，以及与所述相控馈源同等数量的多个功率信号发射通道；每一所述功率信号发射通道包括一个移相器，每一所述移相器的输出端连接至每一所述相控馈源的输入端上。本发明能同时实现高增益和宽角扫描，一方面克服了机械扫描天线的大体积和笨重的缺点，另一方面，相比相控阵高增益天线，减少了通道数量，降低了阵列规模和成本。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种基于龙伯透镜架构的高增益宽角扫描星载天线。

背景技术

随着卫星通信技术的飞速发展，对星载天线的功能要求也越来越多样化，尤其是要求星载天线具有大角度波束扫描的能力。常规的大角度波束扫描技术分为机械扫描和电扫描，机械扫描技术需要伺服电机带动整个天线转动，体积和重量大，且一般是单波束，多波束不易实现；电扫描技术一般指相控阵技术，通过对每个通道的相位控制，能实现大角度扫描，且容易实现多波束，但是在高增益情况下，需要上千个天线单元和射频通道组成，成本高，且大角度扫描时旁瓣较高，导致不同卫星间的干扰较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是常规的大角度波束扫描技术分为机械扫描和电扫描，机械扫描技术需要伺服电机带动整个天线转动，体积和重量大，且多波束不易实现；电扫描技术在高增益情况下，需要上千个天线单元和射频通道组成，成本高，且大角度扫描时旁瓣较高，导致不同卫星间的干扰较大，目的在于提供一种基于龙伯透镜架构的高增益宽角扫描星载天线，解决上述背景技术中遇到的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于龙伯透镜架构的高增益宽角扫描星载天线，包括一个龙伯透镜和多个相控馈源组成的馈源组；所述馈源组中各个相控馈源紧贴在龙伯透镜的下表面；

还包括与所述相控馈源同等数量的多个移相器，以及与所述相控馈源同等数量的多个功率信号发射通道；每一所述功率信号发射通道包括一个移相器，每一所述移相器的输出端连接至每一所述相控馈源的输入端上。

本发明的星载天线包含一个龙伯透镜和若干个相控馈源，若干个相控馈源均匀分布于龙伯透镜球体的下表面，相控馈源的个数可以根据应用场景和技术指标的要求来决定；每个相控馈源对应一个功率信号发射通道，每个功率信号发射通道上都连接有一个移相器。

进一步地，还包括功率放大器PA；所述功率放大器PA的输出端与多个移相器的输入端连接，与每个相控馈源相连接的功率信号发射通道的构成都是相同的，彼此之间相互独立。

进一步地，所述馈源组采用六角形阵列进行排布，中间有一个相控馈源，往外每一圈按照正六角形对相控馈源进行均匀摆放。

馈源组的多个相控馈源采用六角形阵列进行排布，相控馈源的个数可以是1个、7个、19个、37个、61个……。相控馈源的个数应满足如下公式：3n²-3n+1，其中，n为大于或等于1的整数；例如：当布置一圈馈源时，即n＝1时，相控馈源的个数是1；当布置两圈馈源时，即n＝2时，相控馈源的个数是7；当布置三圈馈源时，即n＝3时，相控馈源的个数是19；当布置四圈馈源时，即n＝4时，相控馈源的个数是37；当布置五圈馈源时，即n＝5时，相控馈源的个数是61；依次类推。相控馈源的数量越多，能够扫描的范围就越大。

进一步地，在信号发射模式下，所述功率放大器PA将接收到的通信对象发射过来的无线信号，通过移相器进行相位补偿，之后传输给馈源组中对应的相控馈源产生初级辐射，初级辐射经过龙伯透镜的聚焦作用，产生高增益的次级辐射。

相控馈源产生的初级辐射，一般为球面波，经过龙伯透镜的聚焦作用，把球面波变成平面波，从而产生高增益的次级辐射。

进一步地，所述移相器用于对所述无线信号进行相位补偿，使得各功率信号发射通道输出的信号彼此同相。