一種Ku/Ka雙頻段動中通天線饋源切換裝置的設(shè)計

尚江華

(中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081)

一種Ku/Ka雙頻段動中通天線饋源切換裝置的設(shè)計

尚江華

(中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081)

本文介紹了一種雙頻段動中通天線饋源切換裝置[1]，Ka頻段饋源與Ku頻段饋源采用并排布置方式，兩種頻段的饋源平行移動切換，具有饋源安裝高度低、結(jié)構(gòu)簡單可靠、操作容易等優(yōu)點。

雙頻段動中通天線；饋源切換裝置；并排布置

1 背景

近些年，在國內(nèi)外隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的迅速發(fā)展，衛(wèi)星通信天線已經(jīng)不僅僅局限于固定站天線、便攜天線和靜中通天線。Ku/Ka雙頻段動中通天線具有在載體移動過程中實現(xiàn)通信功能，并且可以根據(jù)通信要求在Ku頻段和Ka頻段自動切換使用，因而得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

Ku/Ka雙頻段動中通天線是安裝在移動載體上，要求天線具有重量輕、結(jié)構(gòu)尺寸小、高度低等特點。通常的Ku/Ka雙頻段動中通天線的饋源網(wǎng)絡(luò)采用的是串聯(lián)方式布置，這種布置方式中饋源部分的高度是Ka頻段饋源高度與Ku頻段饋源高度之和，因此導(dǎo)致天線結(jié)構(gòu)尺寸大，裝車高度高，不利于天線的裝車使用。為了解決這個問題，設(shè)計了饋源切換裝置，使得Ka頻段饋源與Ku頻段饋源可以并排布置，同時實現(xiàn)了自動切換使用[1-2]。

2 設(shè)計原理

Ku/Ka雙頻段動中通天線的饋源裝置，包括支座和設(shè)在支座上的Ka頻段饋源和Ku頻段饋源；所述Ka頻段饋源和Ku頻段饋源并排固定設(shè)置在支座上；支座的下方設(shè)有底板，支座滑動設(shè)置在底板上的導(dǎo)軌上。

底板的中間位置開設(shè)有長方形的通孔，導(dǎo)軌設(shè)在通孔長度方向的兩側(cè)，支座的底部插在通孔中。

底板的下方設(shè)有絲杠和步進電機；步進電機設(shè)在底板的底部，步進電機的輸出軸與第二同步帶輪固定聯(lián)接；絲杠的一端與支座的底部固定聯(lián)接，絲杠的另一端設(shè)有絲母，絲母與第一同步帶輪固定聯(lián)接，第一同步帶輪與第二同步帶輪之間通過同步帶聯(lián)接。

底板的底部還設(shè)有定位板；定位板的一端鉸接在底板的底部，定位板的另一端設(shè)有凸頭，并且Ku頻段饋源底部的相應(yīng)位置設(shè)有與凸頭扣合的凹槽[3]。

采用Ka頻段饋源與Ku頻段饋源并排布置的方式，Ka頻段饋源與Ku頻段饋源安裝在帶導(dǎo)軌的支座上，支座在導(dǎo)軌上作平移運動，因此，實現(xiàn)了Ka頻段饋源與Ku頻段饋源位置的平移切換，并使得饋源部分高度縮短，降低了天線的高度尺寸。Ka頻段饋源與Ku頻段饋源并排布置的方式，比通常的Ka/Ku雙頻段串聯(lián)布置的方式，饋源部分高度縮短了近二分之一。具有饋源安裝高度低、結(jié)構(gòu)緊湊、接口簡單、饋源位置定位精度高[4]等優(yōu)點,特別適用于要求裝車高度低的Ka/Ku雙頻段動中通天線。

3 工作原理：

如圖1和圖2所示：

圖1 圖2

該Ku/Ka雙頻段動中通天線的饋源裝置，包括支座3和設(shè)在支座3上的Ka頻段饋源1和Ku頻段饋源2；所述Ka頻段饋源1和Ku頻段饋源2并排固定設(shè)置在支座3上；支座3的下方設(shè)有底板4，支座3滑動設(shè)置在底板4上的導(dǎo)軌上。底板4的中間位置開設(shè)有長方形的通孔，導(dǎo)軌設(shè)在通孔長度方向的兩側(cè)，支座3的底部插在通孔中。底板4的下方設(shè)有絲杠5和步進電機10；步進電機10設(shè)在底板4的底部，步進電機10的輸出軸與第二同步帶輪9固定聯(lián)接；絲杠5的一端與支座3的底部固定聯(lián)接，絲杠5的另一端設(shè)有絲母6，絲母6與第一同步帶輪7固定聯(lián)接，第一同步帶輪7與第二同步帶輪9之間通過同步帶8聯(lián)接。步進電機10通過同步帶8驅(qū)動絲母6轉(zhuǎn)動，帶動絲杠5作直線平移運動，由于絲杠5的一端連接到支座5上，因此支座5上的Ka頻段饋源1和Ku頻段饋源2與絲杠5一起作平移運動，實現(xiàn)了Ka頻段饋源1與Ku頻段饋源2位置的平移切換。

底板4的底部設(shè)有定位板；定位板的一端鉸接在底板4的底部，定位板的另一端設(shè)有凸頭，并且Ku頻段饋源2底部的相應(yīng)位置設(shè)有與凸頭扣合的凹槽。當兩個饋源平移至準確的工作位置后，可通過定位板將饋源相對固定在導(dǎo)軌上，保證饋源工作位置的準確性。

如圖3和圖4所示：

圖3 圖4

分別為Ka頻段饋源1和Ku頻段饋源2分別平移至工作位置的應(yīng)用示意圖。底板4固定在天線主面的底部，當需要進行Ka頻段饋源1與Ku頻段饋源2的切換時，通過步進電機10對支座3進行平移調(diào)節(jié)，使得Ka頻段饋源1或Ku頻段饋源2的中心與天線中心一致。

4 結(jié)束語

該Ku/Ka雙頻段動中通天線饋源切換裝置很好的解決了裝車要求高度較低，Ku/Ka雙頻段饋源自動切換的問題。經(jīng)過近幾年廣泛應(yīng)用，其工作穩(wěn)定可靠、饋源定位精度高[5]等優(yōu)點得到了驗證，為將來更大范圍使用打下了良好的基礎(chǔ)。

[1] 詹英,張文靜,楊林,等.一種新型雙頻段共用饋源設(shè)計[J].無線電通信技術(shù)，2015,41(2):47-50.

[2] 孫桓，陳作模.機械原理(第六版)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3] 成大先，王德夫，等.機械設(shè)計手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社，2002.

[4] 吳鳳高.天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].西安:西北電訊工程學院出版社,1986.

[5] 張繼浩,林鑫,王業(yè)文,等.空間饋電相控陣天線有源饋源陣系統(tǒng)設(shè)計[J].無線電工程,2015,45(10):55-58.

AfeedswitchingdevicedesignofakindofKu/Kadual-bandsotmantenna

SHANGJiang-hua

(The54thResearchInstituteofCETC，ShijiazhuangHebei050081,China)

This thesis introduces a feed switching device of Ku/Ka dual-band sotm antenna.The feed of ku and ka band is arranged side by side and achieved horizontal switch.It has the advantages of low installation height，simple and reliable structure and easy to operate.

Dual-band sotm antenna;Feed switching device;Arrange side by side

2017-07-18

尚江華(1975-)，男，工程師，主要研究方向：衛(wèi)星天線的研發(fā)設(shè)計.

1001-9383(2017)03-0034-03

TN876

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