[发明专利]一种机械式相控扫描阵列天线及其波束指向控制方法

权利要求书

1.一种机械式相控扫描阵列天线波束指向控制方法，所述机械式相控扫描阵列天线包括N根圆极化天线单元（111、112、…11N）构成的天线阵列、功率分配器网络（13）和同轴线（14），其特征在于：所述每个圆极化天线单元都架设在一个旋转设备（12）上，通过旋转设备（12）的旋转控制圆极化天线单元的角度姿态，以圆极化天线单元不同的角度姿态所对应的相位实现天线阵列的相位配置来控制天线阵列波束指向，实现天线阵列的相控波束扫描功能。

2.如权利要求1所述的机械式相控扫描阵列天线波束指向控制方法，其特征在于：以天线阵列的某个圆极化天线单元为参考，其上下左右的相邻圆极化天线单元的角度以相同的幅度依次递增或递减，实现天线阵列的相位配置，整个天线阵列的一种相位配置对应了天线阵列的一种波束指向，实现天线阵列的相控波束扫描功能。

3.如权利要求1所述的机械式相控扫描阵列天线波束指向控制方法，其特征在于：独立控制所有圆极化天线单元的角度姿态，通过配置不同的天线阵列相位分布，对应不同的天线阵列波束指向，实现天线阵列的相控波束扫描功能。

4.如权利要求1所述的机械式相控扫描阵列天线波束指向控制方法，其特征在于：天线阵列同平面放置，圆极化天线单元的角度姿态全部相同，实现了同相位分布，对应了阵列法线方向的波束指向。

5.如权利要求1所述的机械式相控扫描阵列天线波束指向控制方法，其特征在于：所有圆极化天线单元都是右旋圆极化天线单元，所有天线单元以等间隔排列成矩形阵列，每个天线单元与其上下左右相邻的天线单元之间都间隔半波长,所述波长为圆极化天线单元工作频率在自由空间中的波长，以所述矩形阵列左上角的那个天线单元的角度为参考，角度变化沿参考天线单元的右侧和下方逐个进行，位于参考天线单元右侧的每一个天线单元的角度都依次比位于其相邻左侧的那个天线单元的角度顺时针多转30度，位于参考天线单元下方的每一个天线单元的角度都依次比位于其相邻上方的那个天线单元的角度顺时针多转30度，用以实现相位向右向下偏离法线方向的相位分布，对应的天线波束指偏离法线向右向下的方向。

6.用于权利要求1-5中任一权利要求所述控制方法的机械式相控扫描阵列天线，包括N根圆极化天线单元（111、112、…11N）构成的天线阵列、功率分配器网络（13）和端口连接的同轴线（14），所述同轴线（14）包括一根输入同轴线和N根输出同轴线，所述N为大于等于1的整数，所述输入同轴线和输出同轴线都具有内导体和外导体，所述输入同轴线和输出同轴线都具有连接功率分配器的连接端和连接外部设备的信号端，所述圆极化天线单元具有信号输入端；其特征在于：还包括N个旋转设备（12），所述每个圆极化天线单元都架设在一个旋转设备（12）上，通过旋转设备的旋转控制每个圆极化天线单元的角度姿态；所述功率分配器网络（13）为强迫馈电工作方式的功率分配器，其具有内腔、位于内腔一侧的输入侧金属壁以及与输入侧金属壁相对的位于内腔另一侧的输出侧金属壁，所述内腔内填充有介质；所述输入同轴线的连接端外导体连接至所述功率分配器的输入侧金属壁，所述输入同轴线的连接端内导体穿过所述功率分配器内腔连接所述功率分配器的输出侧金属壁；所述每一个圆极化天线单元（111、112、…11N）的信号输入端都连接一个输出同轴线的连接端内导体，并穿过所述功率分配器内腔连接至所述功率分配器的输入侧金属壁，所述各输出同轴线的连接端外导体悬空。

7.用于权利要求1-5中任一权利要求所述控制方法的机械式相控扫描阵列天线，包括N根圆极化天线单元（111、112、…11N）构成的天线阵列、功率分配器网络（13）和端口连接的同轴线（14），其特征在于：还包括N个旋转设备（12），所述每个圆极化天线单元都架设在一个旋转设备（12）上，通过旋转设备的旋转控制每个圆极化天线单元的角度姿态；所述功率分配器网络（13）为空间馈电功率分配器网络，空间馈电功率分配器网络直接通过辐射以场耦合的方式与天线阵列的单元实现连接。