[发明专利]一种基于新型支撑副反的星载环焦天线

说明书

本发明公开了一种基于新型支撑副反的星载环焦天线，其包括主反射面、副反射面、馈源组件、圆柱介质罩、圆台介质罩、调整垫片以及中心支撑桶，馈源组件安装在中心支撑桶上，圆柱介质罩与副反射面紧固连接后与圆台介质罩通过螺钉固定后共同安装在中心支撑桶上，中心支撑桶与圆台介质罩之间以及中心支撑桶与主反射面之间增加调整垫片，中心支撑桶最终被固定在主反射面上。本发明实现电大口径天线装配精度高、天线效率高、结构可靠、调试方便、成本低等优点，特别适合用作星载通信天线。

技术领域

本发明属于星载通信天线领域，尤其涉及一种基于新型支撑副反的星载环焦天线。

背景技术

反射面天线由于其结构简单，易于设计，结构强度高且性能优越，是目前星载天线中普遍采用的天线形式。环焦天线普遍采用在主反射面或馈源喇叭上用3根或4根金属支杆对副反射面进行支撑，保持相对位置关系。其主要缺点为：1)由于金属支杆对电磁波的遮挡及散射等因素的影响，导致天线效率下降；2)3根或4根金属支杆还存在主、副反相对位置关系装配精度低、调整困难、连接可靠性低等问题。对电大口径及精度具有特殊要求的宇航型号难以满足其任务要求。马小琴等人在环焦天线副面介质支撑罩及其制备方法(专利号：CN103474741 B)中提出采用圆台环氧树脂配合高强度玻璃纤维增强材料的介质支撑罩的方式对副反射面进行支撑。虽然采用了介质支撑的设计方式，但其介质罩材料制备方法复杂，需要基础模具结合复杂工艺加工，并且其使用的玻璃钢介质材料在高频段(Ka频段以上)使用时损耗较大，进而影响天线辐射效率。

发明内容

为了克服上述现有技术不足，本发明公开了一种新型支撑副反的环焦天线，其主、副反射面装配精度高，主、副反射面相对位置调整容易，加工简单，且在高频段使用时不影响天线辐射效率，结构可靠性高。

本发明的主要构思是：为减少副反支撑结构对天线电性能的影响，采用损耗小、空间环境适应性强的聚酰亚胺材料合理巧妙地设计副反射面支撑结构形式，为保证主、副反射面相对位置关系及满足调试需求，副反支撑结构采用分开设计思路，各部分结构采用机械加工的方法通过控制各 安装面尺寸公差并增加调整垫片实现电大口径天线的高精度要求。

一种基于新型支撑副反的星载环焦天线，其包括主反射面、副反射面、馈源组件、圆柱介质罩、圆台介质罩、调整垫片以及中心支撑桶，所述馈源组件安装在所述中心支撑桶上，所述圆柱介质罩与所述副反射面紧固连接后与所述圆台介质罩通过螺钉固定后共同安装在所述中心支撑桶上，所述中心支撑桶与所述圆台介质罩之间增加所述调整垫片，所述中心支撑桶固定在所述主反射面上。

定义中心频率的谐振频率为中心波长为λ₀＝c/f₀，其中f_h为最高工作频率，f_l为最低工作频率，相对阻抗带宽为

较佳的，所述主反射面为碳纤维材质的铝蜂窝旋转抛物面，其直径为 D＝67.5λ₀，焦距为F＝18.23λ₀，抛物线母线方程为(X-d/2)²＝4×F×Z，Z≥0， X∈R。

较佳的，所述副反射面为金属材质的旋转椭圆面，其直径为d＝6.75λ₀，椭圆母线方程为-3.10λ₀≤X≤3.10λ₀，-2.37λ₀≤Y≤ 2.37λ₀。

较佳的，所述馈源组件为轴向槽波纹喇叭，其喇叭口面半径r＝1.92λ₀，采用BJ180波导进行圆极化馈电。

较佳的，所述圆柱介质罩采用聚酰亚胺材料，其口径尺寸与所述副反射面的直径d相同，高度为H1＝4.93λ₀，侧壁厚度t1＝0.05λ₀，下底面厚度t2＝0.14 λ₀，开有直径R1＝2.03λ₀的圆孔。