[实用新型]一种卫星通信天线

说明书

本实用新型涉及的是一种用于卫星通讯的碟状天线结构技术，尤其适合于C或Ku波段的卫星通讯领域。

目前国内外在C或Ku波段的卫星通讯领域广泛采用的是方位－俯仰结构的抛物面天线，这种天线的调节原理比较简单，结构比较紧凑，但是，它存在着许多缺点，如：为了调节反射面的方位和俯仰角，需要使整个反射面的重力集中作用在中心支柱上从而使反射面后部的结构比较复杂；中心支柱受力集中，抗侧风力臂小，从而引起小口径天线抗风能力差，大口径天线对地基要求较高，天线位置不能进行移动或搬迁等缺点；天线指向不同位置的卫星，馈源角也需要不断调整；对于小口径的C波段电视单收或Ku波段通讯天线来说，方位－俯仰结构的天线不利于在楼房的阳台或墙壁上架设，且使用时改变天线指向非常麻烦。

针对以上缺点，近年来已经有人提出一些改进，如申请号为91214241.3以及90200278.3的实用新型专利等，但是它们结构或是过于简单，不易实现方向调节，或是仍不便于楼房安装。

本实用新型改进的目的是：简化反射面背面的结构，避免应力集中，增加天线抗风能力；降低天线对地基的要求，便于天线的移动或搬迁，同时降低对驱动机构的要求，以降低电动型天线的成本，方便天线特别是口径较小的天线在楼房条件下的安装。

为实现以上目的，本实用新型设计了以下天线结构：

天线主要部分由馈源、反射面、底座及三根连接杆组成。反射面背面和底座上各有三个连接头，都呈三角形分布，反射面背面有一个连接头与底座上对应的一个连接头通过万向节连接；三根连接杆包括两根长度可伸缩变化的连接杆（称为伸缩连接杆）和一根不可伸缩的连接杆（称为中间连接杆）。它们是这样连接的：两根伸缩连接杆两端都有连接头，分别将反射面背部的两个连接头和底座上与他们对应的两个连接头通过万向节联接起来，这四个万向节构成了一个空间四边形，上面两个顶点为反射面与伸缩连接杆的联结，下面两个为底座与伸缩连接杆的联结；中间连接杆将上述四个万向节中一上一下呈对角分布的两个连接起来。这样，考虑到反射面背部三个连接头之间是刚性联结，底座上三个连接头之间也是刚性联结，那么，在支撑结构中就出现了两个空间四面体结构：它们的底面分别为底座所在的平面和反射面背部所在的平面，顶点分别为中间连接杆的上下两个连接点，二者有一个公共平面——由底座一个边、反射面背部一个边、中间连接杆构成。而对于空间四面体，只要各棱长度被固定，棱与棱之间连接角度也就被固定了，这就充分保证了天线结构上的稳定性。两个四面体有一个公共面，且一个四面体的底面（底座）被固定，改变伸缩连接杆的长度，也就改变了四面体的空间结构，就会引起另一个四面体的底面——反射面的空间位置及方向的变化。调节天线时，同时增加两根伸缩连接杆的长度，天线的仰角降低，反之则仰角增加，增加一根伸缩连接杆的长度，同时减小另外一根的长度，则可改变天线的方位角。附图1即为天线背面结构图。

由于上述的连接关节所连接的两个部件不是只在一个平面内转动，所以本实用新型所用的各连接关节都是万向节结构的；如图2所示，被连接所两个部件各有一个连接头，每个连接头上都有一对连接孔，连接头之间为十字轴，两个连接头各绕一个轴转动。至于所涉及到的连接三个连接头的万向节（如图1：连接中间连接杆6、活动连接杆4、反射面1的万向节7以及连接中间连接杆6、活动连接杆5、底座3的万向节10），它的结构与此类似：伸缩连接杆和中间连接杆的连接头绕十字轴的同一个轴转动，天线（或底座）的连接头绕十字轴的另外一个轴转动，如图3所示。为保证天线调节灵活，中间连接杆6两端的两个连接头中至少有一个可以绕该连接杆6的轴心转动；为保证制作和安装方便，上述各个连接头可做成带连接孔的两部分，然后通过螺栓将其结合而成（如图4所示）。

为达到变化长度的目的，伸缩连接杆可有多种结构，图5所示就是其中一种，它由带外螺纹的螺杆和与其对应的带内螺纹的套筒组成，在螺杆和套筒连接端的另外一端分别都设有连接头，以便通过万向节与其他部件进行联结；而为了达到伸缩的目的，在螺杆或套筒两者中有一个是可以转动的，即螺杆（或套筒）与连接头之间的连接是可转动的。