[发明专利]一种低副瓣前馈反射面天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种低副瓣前馈反射面天线，属于星载天线领域。

背景技术

现代通信系统对天线有强烈的低副瓣要求，相对于中心馈电的前馈反射面，偏置反射面更具优势。对于星载应用，要求天线结构紧凑，中心馈电的前馈反射面更适合这一应用，但馈源、副反和支撑结构遮挡给天线的低副瓣设计带来很大的挑战。

对于前馈反射面天线，主要通过对馈源及支撑结构进行优化，减小遮挡面积，改变电磁散射方向实现天线的低副瓣。

文献“DESIGN OF LOW SCATTERING STRUTS FORCENTER-FED REFLECTOR ANTENNAS”描述了一种工作于单线极化的低副瓣前馈反射面天线，天线采用4根支撑杆，支撑杆中心为菱形金属支杆，其表面包覆一层较厚的介质层，最外层为覆盖金属条带的介质薄片。上方的馈线为高频电缆，通过同轴激励喇叭照射反射面，副瓣测试结果优于-30dB。

专利“LOW SIDELOBE ANTENNA”描述了一种单线极化低副瓣前馈反射面天线。天线口径7600mm（141个波长），极化方式为单线极化，采用三根支杆馈电，其中馈电波导兼作一根支撑杆，馈电波导与其余两根支撑杆的夹角均为150度，支撑杆采用菱形截面，支杆为中空结构，馈电波导内嵌于菱形支杆内；馈电喇叭采用Potter喇叭，副瓣测试结果优于-28dB。

目前可见的低副瓣前馈反射面天线均工作于单线极化，因为单线极化馈源结构简单，体积小，对反射面的遮挡面积小，有利于低副瓣的实现。对于圆极化应用，需要增加圆极化器件，馈源复杂，难于实现小的遮挡面积，给低副瓣设计带来一定的挑战。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有前馈圆极化反射面天线馈源组件和支撑结构过大，提出了一种前馈反射面的圆极化馈源和支撑结构，减小了馈源和支撑结构的遮挡，实现前馈反射面天线的低副瓣。

本发明的技术解决方案是：一种低副瓣圆极化前馈反射面天线，包括主反射器（1）、馈电喇叭（2）、圆极化器（3）、吸收负载（4）和馈电波导（5）；

主反射器（1）为抛物面，馈电喇叭（2）、圆极化器（3）、馈电波导（5）为一体化结构，相互之间无连接法兰，位于主反射器上方；

馈电喇叭（2）为扼流槽加载圆波导喇叭，输入口为圆波导，后接圆极化器（3）公共口，馈电喇叭（2）相位中心位于主反射器（1）焦点处；

圆极化器（3）为圆波导隔板式圆极化器，包括1个公共输出口和两个输入口，公共口为圆波导，接馈电喇叭（2）输入口，圆极化器一个输入口接馈电波导（5），另一个输入口内置吸收负载（4）；

馈电波导（5）为非标波导，下边缘为尖劈形，兼作馈源支撑杆；

所述馈电波导（5）宽边长度保证工作频率内主模能够传输，窄边为能够机械加工的最小尺寸，减小馈电波导（5）对反射面的遮挡面积，实现前馈反射面的低副瓣；

所述吸收负载（4）由一个半圆柱体和两个四棱台组成，四棱台的底面与半圆柱体的一个端面连接，两个四棱台对称分布于半圆柱体轴线两边，半圆柱体另一端面上有一螺纹孔，吸收负载（4）内置于圆极化器（3）一个输入口内，吸收负载（4）上的四棱台靠近圆极化器（3）的公共口方向；该吸收负载（4）纵向尺寸短，减小了整个馈源的纵向尺寸，改善了馈源散射对副瓣的影响。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的低副瓣前馈反射面天线由主反射器、馈电喇叭、圆极化器、吸收负载和馈电波导组成，工作于单圆极化，相对于目前工作于单线极化的低副瓣前馈反射面天线，增加了圆极化组件，馈源更加复杂，解决了复杂馈源组件和支撑结构的遮挡问题，实现圆极化前馈反射面的低副瓣。馈电喇叭、圆极化器和馈电波导为一体化结构，相互之间无连接法兰，位于反射面上方，馈电波导兼作支撑杆，减少了法兰对反射面的遮挡。馈电波导为非标波导，下边缘为尖劈形，减小了对反射面的遮挡，并改变电磁散射方向，有利于降低副瓣；同时，吸收负载由一个半圆柱体和两个四棱台组成，降低了馈源组件的纵向尺寸，改善了馈源散射对副瓣的影响，最终实现前馈圆极化反射面天线的低副瓣。

附图说明

图1为本发明前馈反射面天线的结构图；

图2为本发明一体化馈电支撑结构图；

图3为本发明前馈反射面天线吸收负载左前视图；

图4为本发明前馈反射面天线吸收负载右后视图；

图5为本发明一体化馈电支撑结构沿馈电喇叭中心线剖面图；

图6为本发明一体化馈电支撑结构沿馈电波导中心线剖面图；