[发明专利]一种可控波束的圆极化天线阵列实现方法与系统

说明书

本发明提供了一种可控波束的圆极化天线阵列实现方法，包括以下步骤：S1、天线单元采用有轴对称性的圆极化天线；S2、将所述天线单元与转动设备连接；S3、将所述天线单元的馈电接口通过旋转关节与电缆或馈线相连；S4、所述天线单元、转动设备、旋转关节形成阵元组件，将多个所述阵元组件进行拼装，快速形成圆极化天线阵列。本发明的有益效果是：避免了移相器的使用，可实现无移相器波束控制，可在实现良好的圆极化天线阵的二维波束扫描、高增益等电性能的同时，还具有低损耗、高功率容量的特点，解决了多频段天线共面组阵插入损耗高、功率容量受限、工作带宽窄等技术难题。

技术领域

本发明涉及天线，尤其涉及一种可控波束的圆极化天线阵列实现方法与系统。

背景技术

在星载数据传输、天基ADS-B、天基VDE-SAT等星载高速率应用场景中，单天线的增益特性已经无法满足使用要求，经过国内外广泛调研，圆极化相控阵天线在上述应用场景中有很好的应用前景，是技术发展的趋势。一般的圆极化相控阵天线的波束控制需要依赖移相器完成，但移相器的插入损耗和功率容量（可承受的输入功率）限制了阵列天线的工作效率、功耗等性能，一般情况下，工作频率在2GHz以下的移相器插损＞1.5dB，工作频率在2GHz以上的移相器插损还会更大；功率容量均小于20dBm；另外，在多频段天线共面组阵的应用中，移相器的工作带宽也成为该技术发展的瓶颈。

因此，如何实现无移相器波束控制是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种可控波束的圆极化天线阵列实现方法与系统。

本发明提供了一种可控波束的圆极化天线阵列实现方法，包括以下步骤：

S1、天线单元采用有轴对称性的圆极化天线；

S2、将所述天线单元与转动设备连接，由所述转动设备驱动所述天线单元转动，从而实现顺时针或逆时针的一维旋转；

S3、将所述天线单元的馈电接口通过旋转关节与电缆或馈线相连，从而在所述天线单元转动时，电缆或馈线为静止状态，避免电缆或馈线随所述天线单元转动造成的损伤和其他机械干涉；

S4、所述天线单元、转动设备、旋转关节形成阵元组件，进行模块化和标准化设计、批量化存储，根据使用频段不同，确定天线单元类型、尺寸、阵元组件间距后，将多个所述阵元组件进行拼装，快速形成圆极化天线阵列。

作为本发明的进一步改进，所述旋转关节为射频旋转关节或者微波旋转关节或者毫米波旋转关节等等。

作为本发明的进一步改进，所述电缆或馈线连接有功率分配器，每个所述阵元组件的天线单元均通过电缆或馈线与所述功率分配器连接。

本发明还提供了一种可控波束的圆极化天线阵列实现系统，包括天线单元、转动设备、旋转关节、电缆或馈线，所述天线单元采用有轴对称性的圆极化天线，所述转动设备与所述天线单元连接，所述天线单元的馈电接口通过所述旋转关节与所述电缆或馈线相连。

作为本发明的进一步改进，所述天线单元、转动设备、旋转关节形成阵元组件，多个所述阵元组件拼装形成圆极化天线阵列。

作为本发明的进一步改进，所述旋转关节为射频旋转关节或者微波旋转关节或者毫米波旋转关节等等。

作为本发明的进一步改进，所述电缆或馈线连接有功率分配器，每个所述阵元组件的天线单元均通过电缆或馈线与所述功率分配器连接。

作为本发明的进一步改进，所述转动设备包括转动机构和驱动电机，所述驱动电机与所述转动机构连接，所述转动机构与所述天线单元连接。