一種雙星雙波束s頻段衛(wèi)星通信相控陣天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的技術(shù)領(lǐng)域涵蓋了衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星定位以及遙控遙測等，具體為雙星雙波束S頻段衛(wèi)星通信相控陣天線。本發(fā)明還特別適用于在動載體上進(jìn)行大S和中繼衛(wèi)星之間的分時通信，可根據(jù)具體的使用情況在兩顆衛(wèi)星之間進(jìn)行信號切換。該發(fā)明具有快速信號跟蹤、信號切換、信號捕獲、信號收發(fā)分置等特點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]在衛(wèi)星通信領(lǐng)域，S頻段的衛(wèi)星通信是一個重要的通信頻譜，工作于中繼衛(wèi)星系統(tǒng)S頻段多址(SMA)鏈路的用戶終端越來越多，相對天鏈一號中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，天鏈二號中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力和多目標(biāo)能力大幅提高。天鏈二號衛(wèi)星增加了S頻段相控陣天線，大大增加了系統(tǒng)的S頻段多址能力?？赏瑫r提供一條前向鏈路和六條反向鏈路，可同時為多個用戶提供S頻段數(shù)據(jù)中繼和測控服務(wù)。在以往的S頻段衛(wèi)星通信天線中，根據(jù)天線形式的不同，有多種方式:
[0003]1、傳統(tǒng)的機(jī)械跟蹤天線，如反射面天線和平板陣列天線，具有高增益、制造成本低等特點(diǎn)，但是其體積笨重、拆裝不便、跟蹤速度慢等方面存在較大的劣勢，這種方式的跟蹤速度較慢，不能很好的適應(yīng)高機(jī)動性平臺的需求。
[0004]2、一維有源相控陣天線，這類體制的天線雖然有成本相對較低的優(yōu)點(diǎn)，但在衛(wèi)星通信領(lǐng)域，其應(yīng)有也受到了不少限制，如其體積依然龐大、仍然需要方位面機(jī)械跟蹤的缺點(diǎn)。
[0005]3、傳統(tǒng)的單星單波束有源相控陣天線，這類天線具有波束跟蹤速度快，體制先進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)，但是不具備雙星跟蹤的能力，用戶無法根據(jù)需要進(jìn)行星間鏈路的切換，使其喪失了功能復(fù)用的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于避免上述【背景技術(shù)】中的不足之處，提供一種可同時共工作在中繼和大S頻段的衛(wèi)星通信兩維有源相控陣天線系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有無機(jī)械伺服機(jī)構(gòu)、波束偏轉(zhuǎn)速度快，可在兩顆星之間快速切換，可實(shí)現(xiàn)快速的跟蹤等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的工程應(yīng)用前景。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種雙星雙波束S頻段衛(wèi)星通信相控陣天線I，包括自上到下依次排布的雙圓極化天線陣列、射頻電路層5、收發(fā)饋電網(wǎng)絡(luò)6和波控與供電板9，所述的雙圓極化天線陣列由多個雙圓極化天線單元2組成。所述的射頻電路層5由多個射頻器件組合12組成，多個射頻器件組合12的位置與多個雙圓極化天線單元2的位置分別一一對應(yīng)設(shè)置，射頻器件組合12之間通過金屬帶13進(jìn)行隔離。
[0009]其中，所述的射頻器件組合12包括第一單刀雙擲開關(guān)14、雙工器17、第二單刀雙擲開關(guān)18、放大器芯片19、第三單刀雙擲開關(guān)20、功放芯片21、右旋圓極化端口 25和左旋圓極化端口 26;右旋圓極化端口25的接收信號端與雙圓極化天線單元2的右旋圓極化信號輸出端相連接，右旋圓極化端口 25的信號輸出端與第二單刀雙擲開關(guān)18的第I信號輸入端相連接;左旋圓極化端口 26的一端與雙圓極化天線單元2的右旋圓極化信號輸入輸出端相連接，左旋圓極化端口 26的另一端與第一單刀雙擲開關(guān)14的信號總口相連接;第一單刀雙擲開關(guān)14的第I信號口與第三單刀雙擲開關(guān)20的第I信號輸出口相連接，第一單刀雙擲開關(guān)14的第2信號口與雙工器17的信號總口相連接;雙工器17的信號輸出口與第二單刀雙擲開關(guān)18的第2信號輸入端相連接，雙工器17的信號輸入口與第三單刀雙擲開關(guān)20的第2信號輸出口相連接;第二單刀雙擲開關(guān)18的信號總口與放大器芯片19的信號輸入端相連接;第三單刀雙擲開關(guān)20的信號總口與功放芯片21的信號輸出端相連接;放大器芯片19的信號輸出端和功放芯片21的信號輸出端分別與收發(fā)饋電網(wǎng)絡(luò)6相連接。
[0010]其中，在射頻電路層5的側(cè)面設(shè)置有散熱齒4。
[0011]其中，所述的收發(fā)饋電網(wǎng)絡(luò)6為由接收網(wǎng)絡(luò)層和發(fā)射網(wǎng)絡(luò)層組成的層疊結(jié)構(gòu)。
[0012]其中，所述的收發(fā)饋電網(wǎng)絡(luò)6的接收信號端口22與放大器芯片19的信號輸出端相連接，收發(fā)饋電網(wǎng)絡(luò)6的發(fā)射信號端口 23與功放芯片21的信號輸入端相連接。
[0013]其中，所述的射頻器件組合12還包括第一濾波器15和第二濾波器16;右旋圓極化端口 25的信號輸出端與第一濾波器15的輸入端相連接，第一濾波器15的輸出端與第二單刀雙擲開關(guān)18的第I信號輸入端相連接;第一單刀雙擲開關(guān)14的第I信號口與第二濾波器16的輸出端相連接，第二濾波器16的輸入端與第三單刀雙擲開關(guān)的第I信號輸出口相連接。
[0014]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0015]1、本發(fā)明利用集成化結(jié)構(gòu)，利用高度集成的方式進(jìn)行供電、射頻、控制、散熱的一體化設(shè)計(jì)，提高天線陣面的空間利用率，同時減小了整個系統(tǒng)的尺寸。
[0016]2、本發(fā)明利用在射頻電路內(nèi)部采用開關(guān)進(jìn)行雙星頻率的限制，增加濾波器和雙工器，避免了信號的干擾。
[0017]3、本發(fā)明可進(jìn)行中繼衛(wèi)星和大S衛(wèi)星的信號選擇，具有分時形成雙波束，跟蹤不同衛(wèi)星信號的功能，具有功能復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的分層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明的射頻模塊與散熱示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明的射頻工作原理示意圖。
[0022]圖5是本發(fā)明的饋電網(wǎng)絡(luò)連接示意圖。
[0023]圖6是本發(fā)明的波控與供電板示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面，結(jié)合圖1-圖6對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0025]在雙星雙波束S頻段衛(wèi)星通信相控陣天線I中，如圖5所示，包括自上到下依次排布的雙圓極化天線陣列、射頻電路層5、收發(fā)饋電網(wǎng)絡(luò)6、波控與供電板9以及固定螺釘3等，雙圓極化天線陣列由多個雙圓極化天線單元2組成，射頻電路層5由多個射頻器件組合12組成，多個射頻器件組合12的位置與多個雙圓極化天線單元2的位置分別一一對應(yīng)設(shè)置，射頻器件組合12之間通過金屬帶13進(jìn)行隔離。
[0026]在雙星雙波束S頻段衛(wèi)星通信相控陣天線中，射頻器件組合12包括第一單刀雙擲開關(guān)14、雙工器17、第二單刀雙擲開關(guān)18、放大器芯片19、第三單刀雙擲開關(guān)20、功放芯片21、右旋圓極化端口 25和左旋圓極化端口 26;右旋圓極化端口 25的接收信號端與雙圓極化天線單元2的右旋圓極化信號輸出端相連接，右旋圓極化端口 25的信號輸出端與第二單刀雙擲開關(guān)18的第I信號輸入端相連接;左旋圓極化端口 26的一端與雙圓極化天線單元2的右旋圓極化信號輸入輸出端相連接，左旋圓極化端口 26的另一端與第一單刀雙擲開關(guān)14的信號總口相連接;第一單刀雙擲開關(guān)14的第I信號口與第三單刀雙擲開關(guān)20的第I信號輸出口相連接，第一單刀雙擲開關(guān)14的第2信號口與雙工器17的信號總口相連接;雙工器17的信號輸出口與第二單刀雙擲開關(guān)18的第2信號輸入端相連接，雙工器17的信號輸入口與第三單刀雙擲開關(guān)20的第2信號輸出口相連接;第二單刀雙擲開關(guān)18的信號總口與放大器芯片19的信號輸入端相連接;第三單刀雙擲開關(guān)20的信號總口與功放芯片21的信號輸出端相連