[发明专利]双极化星载数传天线及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及星载天线，特别涉及双极化星载数传天线及其工作方法。

背景技术

高分辨率遥感卫星、高速宽带通信卫星及高分辨率的SAR卫星对星地数传速率的要求越来越高。而国际电联给与卫星通信数传的频率带宽是受限的，为了满足高速大容量数据传输的应用要求,要求星载数传天线的增益尽可能的高,而增益高无疑会增大天线的尺寸。

发明内容

本发明解决的问题是现有星载天线难以满足卫星对地数传速率要求；为解决所述问题，本发明提供一种双极化星载数传天线及其工作方法。

本发明提供的双极化星载数传天线包括：4×4排列的16个辐射贴片，同行辐射贴片相互电连接，同列辐射贴片相互电连接；任意行4个辐射贴片两两相连后连接于水平馈电网络，水平馈电网络连接水平极化天线SMA接头；任意列4个辐射贴片两两相连后连接于垂直馈电网络，垂直馈电网络连接垂直极化天线SMA接头。

进一步，所述辐射贴片固定于介质基板表面，所述介质基板的介电常数为2～11。

进一步，所述天线工作的中心频率为8.5GHz，辐射贴片的尺寸为10.35×10.35mm，厚度为0.035mm，介质基板采用介电常数为2.7，损耗为0.003，厚度为1.0的Arlon270基板材料。

进一步，还包括：安装铝板、天线反射板和天线罩；所述天线反射板固定于安装铝板，所述介质基板辐射贴片朝上，固定于所述反射天线板表面；所述天线罩覆盖于辐射贴片表面。

本发明还提供所述的双极化星载数传天线的工作方法。

本发明的优点包括：

1、采用微带阵列方式，相较常规的单一星载螺旋或波导天线，天线增益可提高10dB以上；

2、采用共口径的水平与垂直极化方案，在同频率带宽条件下，可使卫星数传速率翻倍；

3、两天线采用共口径设计,降低了天线的面积,节省了可贵的星上空间资源；

4、采用简易的串并相结合的馈电网络设计,降低了馈电网络的复杂度，从而减小了天线馈电网络的损耗,提高了天线的辐射效率；

5、天线采用平面微带技术，天线重量相较常规的星载螺旋或波导天线可减小60％以上，天线还具有剖面低、加工方便、制造成本低等优点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的双极化星载数传天线的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的双极化星载数传天线的水平极化天线和垂直极化天线的回波损耗与频率的变化关系图；

图3为本发明实施例提供的双极化星载数传天线的水平极化天线和垂直极化天线之间的隔离度；

图4为本发明实施例提供的双极化星载数传天线的水平极化天线的E面及H面的增益方向图；

图5为本发明实施例提供的双极化星载数传天线的垂直极化天线的E面及H面的增益方向图。

具体实施方式

下文中，结合附图和实施例对本发明的精神和实质作进一步阐述。

如图1所示，本发明提供的双极化星载数传天线包括：4×4排列的16个辐射贴片1，同行辐射贴片1相互电连接，同列辐射贴片1相互电连接；任意行4个辐射贴片1两两相连后连接于水平馈电网络2，水平馈电网络2连接水平极化天线SMA接头；任意列4个辐射贴片1两两相连后连接于垂直馈电网络3，垂直馈电网络3连接垂直极化天线SMA接头；还包括：介质基板、安装铝板、天线反射板和天线罩；所述辐射贴片1、水平馈电网络2、垂直馈电网络3和连接导线固定于介质基板；所述介质基板辐射贴片朝上，固定于所述反射天线板表面；所述天线反射板固定于安装铝板，所述天线罩覆盖于辐射贴片表面；所述安装铝板和天线反射板上开有两个通孔，水平极化天线SMA接头和垂直极化天线SMA接头分别穿过一个所述通孔；水平极化天线SMA接头与水平馈电网络2输出端口连接，垂直极化天线SMA接头与垂直馈电网络3输出端口连接。

天线主要通过水平方向的串并相连的水平馈电网络2实现天线的水平极化；通过垂直方向串半相连的垂直馈电网络3实现天线的垂直极化。

介质基板的介电常数为2～11，辐射贴片的尺寸根据天线工作的中心频率确定，辐射贴片、连接导线、馈电网络可以采用铜刻蚀工艺，刻蚀介质基板表面的铜层形成。在一个实施例中，所述天线工作的中心频率为8.5GHz，所述介质基板采用介电常数为2.7，损耗为0.003，厚度为1.0的Arlon270基板材料；天线反射铝板8为航空铝材，材料型号为2A12，厚度为2mm，天线罩5的材料为聚酰亚胺；辐射贴片的尺寸为10.35×10.35mm，厚度为0.035mm。