一种Ku/Ka双频段动中通天线馈源切换装置的设计

尚江华

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

一种Ku/Ka双频段动中通天线馈源切换装置的设计

尚江华

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

本文介绍了一种双频段动中通天线馈源切换装置[1]，Ka频段馈源与Ku频段馈源采用并排布置方式，两种频段的馈源平行移动切换，具有馈源安装高度低、结构简单可靠、操作容易等优点。

双频段动中通天线；馈源切换装置；并排布置

1 背景

近些年，在国内外随着卫星通信技术的迅速发展，卫星通信天线已经不仅仅局限于固定站天线、便携天线和静中通天线。Ku/Ka双频段动中通天线具有在载体移动过程中实现通信功能，并且可以根据通信要求在Ku频段和Ka频段自动切换使用，因而得到了越来越广泛的应用。

Ku/Ka双频段动中通天线是安装在移动载体上，要求天线具有重量轻、结构尺寸小、高度低等特点。通常的Ku/Ka双频段动中通天线的馈源网络采用的是串联方式布置，这种布置方式中馈源部分的高度是Ka频段馈源高度与Ku频段馈源高度之和，因此导致天线结构尺寸大，装车高度高，不利于天线的装车使用。为了解决这个问题，设计了馈源切换装置，使得Ka频段馈源与Ku频段馈源可以并排布置，同时实现了自动切换使用[1-2]。

2 设计原理

Ku/Ka双频段动中通天线的馈源装置，包括支座和设在支座上的Ka频段馈源和Ku频段馈源；所述Ka频段馈源和Ku频段馈源并排固定设置在支座上；支座的下方设有底板，支座滑动设置在底板上的导轨上。

底板的中间位置开设有长方形的通孔，导轨设在通孔长度方向的两侧，支座的底部插在通孔中。

底板的下方设有丝杠和步进电机；步进电机设在底板的底部，步进电机的输出轴与第二同步带轮固定联接；丝杠的一端与支座的底部固定联接，丝杠的另一端设有丝母，丝母与第一同步带轮固定联接，第一同步带轮与第二同步带轮之间通过同步带联接。

底板的底部还设有定位板；定位板的一端铰接在底板的底部，定位板的另一端设有凸头，并且Ku频段馈源底部的相应位置设有与凸头扣合的凹槽[3]。

采用Ka频段馈源与Ku频段馈源并排布置的方式，Ka频段馈源与Ku频段馈源安装在带导轨的支座上，支座在导轨上作平移运动，因此，实现了Ka频段馈源与Ku频段馈源位置的平移切换，并使得馈源部分高度缩短，降低了天线的高度尺寸。Ka频段馈源与Ku频段馈源并排布置的方式，比通常的Ka/Ku双频段串联布置的方式，馈源部分高度缩短了近二分之一。具有馈源安装高度低、结构紧凑、接口简单、馈源位置定位精度高[4]等优点,特别适用于要求装车高度低的Ka/Ku双频段动中通天线。

3 工作原理：

如图1和图2所示：

图1 图2

该Ku/Ka双频段动中通天线的馈源装置，包括支座3和设在支座3上的Ka频段馈源1和Ku频段馈源2；所述Ka频段馈源1和Ku频段馈源2并排固定设置在支座3上；支座3的下方设有底板4，支座3滑动设置在底板4上的导轨上。底板4的中间位置开设有长方形的通孔，导轨设在通孔长度方向的两侧，支座3的底部插在通孔中。底板4的下方设有丝杠5和步进电机10；步进电机10设在底板4的底部，步进电机10的输出轴与第二同步带轮9固定联接；丝杠5的一端与支座3的底部固定联接，丝杠5的另一端设有丝母6，丝母6与第一同步带轮7固定联接，第一同步带轮7与第二同步带轮9之间通过同步带8联接。步进电机10通过同步带8驱动丝母6转动，带动丝杠5作直线平移运动，由于丝杠5的一端连接到支座5上，因此支座5上的Ka频段馈源1和Ku频段馈源2与丝杠5一起作平移运动，实现了Ka频段馈源1与Ku频段馈源2位置的平移切换。

底板4的底部设有定位板；定位板的一端铰接在底板4的底部，定位板的另一端设有凸头，并且Ku频段馈源2底部的相应位置设有与凸头扣合的凹槽。当两个馈源平移至准确的工作位置后，可通过定位板将馈源相对固定在导轨上，保证馈源工作位置的准确性。

如图3和图4所示：

图3 图4

分别为Ka频段馈源1和Ku频段馈源2分别平移至工作位置的应用示意图。底板4固定在天线主面的底部，当需要进行Ka频段馈源1与Ku频段馈源2的切换时，通过步进电机10对支座3进行平移调节，使得Ka频段馈源1或Ku频段馈源2的中心与天线中心一致。

4 结束语

该Ku/Ka双频段动中通天线馈源切换装置很好的解决了装车要求高度较低，Ku/Ka双频段馈源自动切换的问题。经过近几年广泛应用，其工作稳定可靠、馈源定位精度高[5]等优点得到了验证，为将来更大范围使用打下了良好的基础。

[1] 詹英,张文静,杨林,等.一种新型双频段共用馈源设计[J].无线电通信技术，2015,41(2):47-50.

[2] 孙桓，陈作模.机械原理(第六版)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3] 成大先，王德夫，等.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社，2002.

[4] 吴凤高.天线的结构设计[M].西安:西北电讯工程学院出版社,1986.

[5] 张继浩,林鑫,王业文,等.空间馈电相控阵天线有源馈源阵系统设计[J].无线电工程,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

尚江华(1975-)，男，工程师，主要研究方向：卫星天线的研发设计.

1001-9383(2017)03-0034-03

TN876

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