[发明专利]一种可收展高增益星载微带阵列天线结构

说明书

本发明提出一种可收展高增益星载微带阵列天线结构，包括多个阵列形式布局的微带天线单元；微带天线单元采用多层复合成型结构，上、下蒙皮采用玻璃纤维增强布，中间夹层采用聚酰亚胺泡沫承力框架和芳纶纸蜂窝填充结构，四角固定有铰链连接埋件；上蒙皮外侧固定有天线辐射体，下蒙皮外侧固定有接地板，天线辐射体和接地板上固定有垫块；微带天线单元有X和Y两个射频连接出口，微带阵列天线在展开状态下，所有微带天线单元上的X口方向一致，所有微带天线单元上的Y口方向一致；射频连接出口通过射频电缆连接功分网络；微带阵列天线中，相邻天线单元之间采用柔性卷尺弹簧铰链连接。本发明可满足应用于微小卫星、维纳卫星平台的收拢体积以及载重要求。

技术领域

本发明涉及微带阵列天线技术领域，具体为一种可收展高增益星载微带阵列天线结构。

背景技术

微带天线较窄的频带是它固有的缺憾，其相对带宽为1％～6％，虽然有若干拓展频带的方法在一些文献中被提出，如使用双层微带贴片结构，但这会使天线结构复杂，且原有的高增益性能指标难以实现，而且空气层的存在也是天线本身在一些复杂环境下容易被损坏。因此将微带天线按照特定的排布形式组成多天线的阵列系统，同时采用不同的馈电结构能够产生不同的阵列方向图，可以达到提高天线增益的目的。

微带阵列天线由于集合了微带天线、阵列天线的多种优点，在卫星通讯、电子侦察、机载通讯系统等多领域得到了广泛的应用。其中星载微带阵列天线就是一种将微带天线按照特定的排布形式组成的阵列天线系统，具有重量超轻、收藏体积小、易于折叠和展开等特点。现有星载微带阵列天线在火箭发射时折叠或卷曲收缩，当卫星入轨后以充气膨胀方式或线轮展开方式展开。

但受结构和材料的限制，目前星载微带阵列天线难以有效的保证薄膜天线阵面的型面精度，进而也很难保证微带天线的高增益性能。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种可收展高增益星载微带阵列天线结构，采用低介电的聚酰亚胺泡沫作为微带天线单元的介质层和结构支撑层，提高天线增益的同时，保证了单元板的结构刚强度，同时通过组阵设计并采用柔性弹簧铰链对微带天线单元进行组阵连接，实现组阵天线可折叠收藏，解锁释放后展开并自锁，在进一步提高了天线增益的同时，天线收藏体积并不会明显增大，可以满足应用于微小卫星、维纳卫星平台的收拢体积以及载重要求，极大拓展了受发射体积限制的微小卫星、微纳卫星平台的空间天线的应用前景。

本发明的技术方案为：

所述一种可收展高增益星载微带阵列天线结构，包括多个阵列形式布局的微带天线单元；

所述微带天线单元采用多层复合成型结构，上、下蒙皮采用玻璃纤维增强布，中间夹层采用聚酰亚胺泡沫承力框架和芳纶纸蜂窝填充结构；

所述微带天线单元四角固定有聚酰亚胺材质加工而成的铰链连接埋件；铰链连接埋件侧面具有用于与柔性卷尺弹簧铰链连接的螺纹孔；

所述微带天线单元的上蒙皮外侧固定有天线辐射体，在下蒙皮的外侧固定有接地板，天线辐射体采用铜箔制成，接地板采用聚酰亚胺镀铝膜制成；在天线辐射体上固定有多个上垫块，在接地板上也固定有多个下垫块；上、下垫块位置对应，用于在微带阵列天线处于收拢状态下时，将各个微带天线单元隔离，并承受收拢状态下外部施加的约束力；

在微带天线单元背面上有两个射频连接出口，分别为X口和Y口，用于通过射频电缆将每个天线单元的水平极化和垂直极化信号输出至天线背面的功分网络中；微带阵列天线在展开状态下，所有微带天线单元上的X口方向一致，所有微带天线单元上的Y口方向一致；

在微带阵列天线中的某一个微带天线单元上安装有功分网络，微带天线单元的X口与功分网络的水平方向接口连接，Y口与功分网竖直方向的接口连接；所有微带天线单元与功分网络连接的射频电缆长度一致；

微带阵列天线中，相邻天线单元之间采用两件柔性卷尺弹簧铰链连接，每件柔性卷尺弹簧铰链连接相邻天线单元之间位置相对的两个铰链连接埋件。