偏馈抛物面多波束天线馈源阵列的设计方法 .pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN103022728A

(43)申请公布日2013.04.03

(21)申请号CN201210581804.6

(22)申请日2012.12.27

(71)申请人北京理工大学

地址100081北京市海淀区中关村南大街5号

(72)发明人刘埇司黎明唐海波水孝忠吕昕孙厚军

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

H01Q21/00

H01Q19/17

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

偏馈抛物面多波束天线馈源阵列的

设计方法

(57)摘要

本发明公布了一种偏馈抛物面多波

束天线馈源阵列的设计方法，本发明涉及

一种偏馈抛物面多波束天线馈源阵列的设

计方法，适用于卫星通信系统中。反射面

多波束天线采用馈源阵列作为抛物面的初

级馈源；形成多波束的机理是，利用馈源

的横向偏焦，使抛物面天线波束发生偏

转。本发明根据整个天线系统结构尺寸、

馈源阵列排布的设计流程，提出了一种新

颖的馈源阵列布局。可产生的点波束数目

大于2倍的实际馈源数；所有波束紧密排

列，能均匀覆盖指定的空间角度；各点波

束具有增益均匀性好、副瓣电平低、波束

宽度小和指向精度高等电气特性。该方案

可直接用于星载设备，或是用于地面控制

通信站，具有广泛的潜在用途，特别在卫

星通信系统中有典型应用价值。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.偏馈抛物面多波束天线馈源阵列的设计方法，其特征在于：包括如下步

骤：

步骤1.确定偏馈抛物反射面天线的主面直径；

步骤2.确定偏馈抛物反射面天线的焦径比；

步骤3.馈源单元的设计；

步骤4.设计偏置抛物反射面的偏置距离

偏置距离的选取原则是以馈源对偏置抛物面下边缘的反射线不遮挡为

出发点；

步骤5.设计馈源区域尺寸和合理的馈源布局分布与组合

本步骤即是对馈源阵列排布的设计，利用馈源的横向偏焦，即馈源沿

垂直于抛物面轴线的方向移动，使抛物面天线的波束发生偏转，波束偏离

轴线，从而使波瓣在小角度范围内实现扫描，以达到天线在高增益的

情况下的宽角覆盖能力；为了实现点波束均匀覆盖指定的覆盖角度，

采用三角形栅格阵列排布形式，三角形栅格每个顶点代表一个馈

源，每个馈源产生一个波束；为了充分利用馈源数，以较少的馈源

产生较多的点波束，本步骤采用增强馈源技术，即以每个三角形栅

格的三个馈源组成一组，再产生一个波束；通过控制三角形边长即

馈源之间的距离，可以调节形成的点波束之间的距离，使点波束满

足相交电平要求，完成波束均匀覆盖；当要形成若干定点波束时，

可以根据波束指向角度设计三角形栅格边长，为了不让定点波束影

响整个波束覆盖的格局，还可以采用大小不一的三角形栅格组成阵

列排布。

2.根据权利要求1所述的偏馈抛物面多波束天线馈源阵列的设计方法，

其特征在于：所述步骤2中焦径比选取范围在0.5-1之间。

3.根据权利要求1所述的偏馈抛物面多波束天线馈源阵列的设计方法，

其特征在于：所述馈源布局，充分利用了馈源个数，产生的点波束