一種便攜式cdma衛(wèi)星通信天線的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線，包括依次通過螺釘連接的喇叭輻射層、接收信號微帶饋電層、傳輸層、發(fā)射信號微帶饋電層和反射層，其中，所述喇叭輻射層包括2N×2N個直槽階梯結構的喇叭輻射器，相鄰喇叭輻射器之間間距小于一個λ，其中，N為正數。本申請中所述的喇叭輻射層采用喇叭輻射器，喇叭輻射器可對有效信號進行放大，調節(jié)喇叭輻射器的尺寸及相鄰喇叭輻射器的間距可對天線方向圖進行賦形，得到想要的天線方向圖和天線增益。進一步地，喇叭輻射層采用直槽階梯設計，可以在提高天線性能的同時大大降低了加工難度，使得加工周期縮短，節(jié)省了成本，并且很大程度上提高了良品率。
【專利說明】—種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線
【技術領域】
[0001]本申請涉及衛(wèi)星通信【技術領域】，特別是一種便攜式、低剖面、輕重量的平板陣列CDMA衛(wèi)星通信天線。
【背景技術】
[0002]隨著衛(wèi)星通信事業(yè)的發(fā)展，對衛(wèi)星通信天線的要求也越來越高，要求衛(wèi)星通信天線需要重量輕、剖面低、性能高、便攜性等優(yōu)點。傳統(tǒng)的拋物面天線由于其自身結構特點，不可能做到體積很小，而且拋物面天線由于其精度要求比較高，因此對于拋物面天線，不可能將其天線面拆分成很多部分，而且這對于操作人員的技術要求比較高，如果裝配精度不達標，也會導致天線性能不達標。車載天線和機載天線對天線高度和重量都有嚴格的要求，因為天線的高度和重量會直接影響車輛的行駛速度和飛機的飛行速度。于是平板天線就出現在人們的視野中，此類天線因為重量輕、剖面低、性能高、便攜性等優(yōu)點，廣泛應用于便攜站、車載天線、機載天線等場合。
[0003]目前市場上見到的CDMA衛(wèi)星通信平板天線的饋電方式，多為波導饋電，此類饋電形式平板天線也具有很多優(yōu)點，但它的缺點是厚度大、重量重、加工難度大、成本高。而且現階段的CDMA衛(wèi)星通信平板天線往往只能實現接收或者發(fā)射功能，不能同時實現這兩個功能，因此有必要對現有天線進行改進，使之成為功能更加全面，運用范圍更加廣的天線。
【發(fā)明內容】
[0004]本申請要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線，該天線能夠同時實現收發(fā)功能，并且能夠在滿足性能要求的同時解決了現有平板天線加工難度大、成本高的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本申請采用的技術方案是:
[0006]一種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線，包括依次通過螺釘連接的喇叭輻射層、接收信號微帶饋電層、傳輸層、發(fā)射信號微帶饋電層和反射層，其中，所述喇叭輻射層包括2NX2Nf直槽階梯結構的喇叭輻射器，相鄰喇叭輻射器之間間距小于一個λ，其中，N為正數。
[0007]本申請所述喇叭輻射器包括依次連接的頸部和喉部；所述頸部為邊長為3/4 λ，高度為1/3 λ的扁正方體腔孔，所述喉部為邊長為5/9 λ，高度為1/12 λ的扁正方體腔孔。
[0008]本申請所述發(fā)射信號微帶饋電層和接收信號微帶饋電層的結構均為雙層覆銅板上蝕刻多級二等分功分器和多個一分二等幅異相功分器，多級二等分功分器末端連接一分二等幅異相功分器；發(fā)射信號微帶饋電層上的多級二等分功分器與接收信號微帶饋電層上的多級二等分功分器的安裝方向垂直；發(fā)射信號微帶饋電層上的一分二等幅異相功分器與接收信號微帶饋電層上的一分二等幅異相功分器安裝方向垂直。
[0009]本申請所述傳輸層包括2NX2Nf邊長為5/9 λ，高度為1/5 λ的扁正方體腔孔，其中，N為正數。
[0010]本申請所述反射層包括2NX2Nf邊長為5/9 λ，高度為1/4 λ的扁正方體腔孔，其中，N為正數。
[0011]本申請采用上述結構后，具有以下技術效果:
[0012]本申請中所述的喇叭輻射層采用喇叭輻射器，喇叭輻射器可對有效信號進行放大，調節(jié)喇叭輻射器的尺寸及相鄰喇叭輻射器的間距可對天線方向圖進行賦形，得到想要的天線方向圖和天線增益。進一步地，喇叭輻射層采用直槽階梯設計，可以在提高天線性能的同時大大降低了加工難度，使得加工周期縮短，節(jié)省了成本，并且很大程度上提高了良品率。
[0013]本申請中采用了反射信號微帶饋電層和發(fā)射信號微帶饋電層，可以使得一個天線同時實現接收和發(fā)送功能，不同的饋電層處理不同的信號，保證了信號不會出現干涉現象，提高了天線的性能和使用范圍。由于此天線采用對稱陣列結構，交叉極化性能比較理想。
[0014]本申請所述天線效率高達85%左右,天線方向圖等化程度高,天線剖面低，天線高度約24_、重量輕,約0.8kg ;便于攜帶,易于安裝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本申請具體組成示意圖；
[0016]圖2是本申請喇叭輻射器組成示意圖；
[0017]圖3是本申請喇叭輻射層正視圖；
[0018]圖4是本申請喇叭輻射層后視圖；
[0019]圖5是本申請接收信號微帶饋電層結構示意圖；
[0020]圖6是本申請發(fā)射信號微帶饋電層結構示意圖；
[0021]圖7是頻率為12.5GHz下的本申請所述天線性能方向圖；
[0022]圖8是頻率為14.25GHz下的本申請所述天線性能方向圖；
[0023]圖中:1一喇叭輻射層，2—接收信號微帶饋電層，3—傳輸層，4一發(fā)射信號微帶饋電層，5—反射層,6—喇ΠΛ福射器，7—頸部，8一喉部。
【具體實施方式】
[0024]現在結合附圖對本申請作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本申請的基本結構，因此其僅顯示與本申請有關的構成。
[0025]如圖1所示，一種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線，包括依次通過螺釘連接的喇叭輻射層1、接收信號微帶饋電層2、傳輸層3、發(fā)射信號微帶饋電層4和反射層5，其中，所述喇叭輻射層I包括2NX2Nf直槽階梯結構的喇叭輻射器6，相鄰喇叭輻射器6之間間距小于一個λ，其中，N為正數。其中，所述直槽階梯結構為兩個扁正方體腔孔組成的喇叭形結構，如圖2所示，所述喇叭輻射器包括頸部7和喉部8。
[0026]如圖2、3所示，所述頸部7為邊長為3/4 λ，高度為1/3 λ的扁正方體腔孔；
[0027]如圖2、4所示，所述喉部8為邊長為5/9 λ，高度為1/12 λ的扁正方體腔孔。
[0028]本申請中，所述扁正方體腔孔為邊長與高度不相等的棱柱。
[0029]采用這種設計以后，喇叭輻射器6可有效對信號進行放大，調節(jié)喇叭輻射器6的尺寸及相鄰喇叭輻射器6的間距可對天線方向圖進行賦形，得到想要的天線方向圖和天線增益。喇叭輻射器6采用直槽階梯設計，在提高天線性能的同時大大降低了加工難度，使得加工周期縮短，節(jié)省了成本，并且很大程度上提高了良品率。
[0030]為了實現接收和發(fā)射雙向通信，本發(fā)明采用雙層饋電，即接收信號微帶饋電層2和發(fā)射信號微帶饋電層4處在不同的饋電層，這樣更利于實現接收端和發(fā)射端極化互相垂直，調節(jié)天線的輻射性能和電壓駐波比。
[0031]本申請所述發(fā)射信號微帶饋電層4和接收信號微帶饋電層2的結構均為雙層覆銅板上蝕刻多級二等分功分器和多個一分二等幅異相功分器，多級二等分功分器末端連接一分二等幅異相功分器；發(fā)射信號微帶饋電層4上的多級二等分功分器與接收信號微帶饋電層2上的多級二等分功分器的安裝方向垂直；發(fā)射信號微帶饋電層4上的一分二等幅異相功分器與接收信號微帶饋電層2上的一分二等幅異相功分器安裝方向垂直。
[0032]采用這種結構的饋電層，饋電端口可采用多節(jié)匹配，使饋電層的電壓駐波比最小，從而使得天線的電壓駐波比也比較小，實現了寬頻阻抗匹配。本申請所述發(fā)射信號微帶饋電層4和接收信號微帶饋電層2的厚度可以做到0.254毫米。
[0033]本申請所述傳輸層3包括2N X 2N (其中，N為正數)個邊長為5/9 λ、高度約為1/5 λ的扁正方體腔孔。采用這種設計，傳輸層3的扁正方體腔孔大小與喇叭輻射器6的喉部8大小相同，保證了傳輸信號的損失降低。
[0034]本申請所述反射層5包括2Ν X 2Ν (其中，N為正數)個邊長為5/9 λ、高度約為1/4 λ的扁正方體腔孔及厚度為2mm的金屬壁。采用這種設計以后，增加了天線的方向性，調節(jié)正方體的高度可有效對天線方向圖及駐波進行優(yōu)化。
[0035]本申請中喇叭輻射層1、接收信號微帶饋電層2、傳輸層3、發(fā)射信號微帶饋電層4和反射層5的扁正方體腔孔數N都是相等的，本申請中選擇N為8的實施例進行試驗，得到如下效果:所述便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線效率可達85%左右、天線方向圖等化程度高，天線剖面低，天線高度約為24_，重量較輕，約為0.8kg ;本申請所述便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線便于攜帶，易于拼裝成增益更高的天線。由于此天線采用對稱陣列結構，交叉極化性能比較理想。
[0036]如圖5所示，在頻率為12.5GHz下本發(fā)明天線增益可以達到26.948dBi。
[0037]如圖6所示，在頻率為14.25GHz下本發(fā)明天線增益可以達到27.68dBi。
[0038]以上述依據本申請的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項申請技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項申請的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【權利要求】
1.一種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線，其特征在于:包括依次通過螺釘連接的喇叭輻射層、接收信號微帶饋電層、傳輸層、發(fā)射信號微帶饋電層和反射層，其中，所述喇叭輻射層包括2nX2n個直槽階梯結構的喇叭輻射器，相鄰喇叭輻射器之間間距小于一個λ，其中，N為正數。
2.根據權利要求1所述的一種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線，其特征在于:所述喇叭輻射器包括依次連接的頸部和喉部；所述頸部為邊長為3/4 λ，高度為1/3 λ的扁正方體腔孔，所述喉部為邊長為5/9 λ，高度為1/12 λ的扁正方體腔孔。
3.根據權利要求1所述的一種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線，其特征在于:所述發(fā)射信號微帶饋電層和接收信號微帶饋電層的結構均為雙層覆銅板上蝕刻多級二等分功分器和多個一分二等幅異相功分器，多級二等分功分器末端連接一分二等幅異相功分器；發(fā)射信號微帶饋電層上的多級二等分功分器與接收信號微帶饋電層上的多級二等分功分器的安裝方向垂直；發(fā)射信號微帶饋電層上的一分二等幅異相功分器與接收信號微帶饋電層上的一分二等幅異相功分器安裝方向垂直。
4.根據權利要求1所述的一種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線，其特征在于:所述傳輸層包括2NX2Nf邊長為5/9 λ，高度為1/5 λ的扁正方體腔孔，其中，N為正數。
5.根據權利要求1所述的一種便攜式CDMA衛(wèi)星通信天線，其特征在于:所述反射層包括2NX2Nf邊長為5/9 λ，高度為1/4 λ的扁正方體腔孔，其中，N為正數。
【文檔編號】H01Q13/02GK204205056SQ201420538335
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權日:2014年9月18日
【發(fā)明者】陳立松, 孫俊, 湯磊, 吳磊, 李文明, 趙呈峰 申請人:南京中網衛(wèi)星通信股份有限公司