[实用新型]一种龙伯透镜阵列及卫星天线

说明书

本实用新型提供一种龙伯透镜阵列及卫星天线，包括多个龙伯透镜子阵，每个所述龙伯透镜子阵包括多个龙伯球和多合一馈源；所述多合一馈源与TR组件通信；所述多合一馈源包括辐射天线层基板、馈电网络层基板、多个辐射贴片，所述辐射天线层基板与馈电网络层基板粘合固定，多个辐射贴片固定在辐射天线层基板上，所述馈电网络基板上写有功分器馈电网络。与现有技术相比，将微带功分器和馈源集成在一起，通过设计降低插损，同时设计走线长度一致，能够保证各个通道间的相位一致；如此设计，无需在每个球下面设置一个TR组件，可大幅度降低TR组件的使用数量，又能实现机械+相控阵电子扫描实现对准卫星。

技术领域

本实用新型涉及卫星通信技术领域，具体来说是一种龙伯透镜阵列及卫星天线。

背景技术

卫星技术及其应用是一个有巨大发展潜力的行业，但是目前限制其应用的主要问题是地面接收天线重量尺寸功耗太大。传统的卫星通信动中通天线系统多采用两轴、三轴或者四轴跟踪技术稳定的寻星和跟踪卫星的功能，但是这种结构剖面较高，重量过重不适宜用在车载中通中。特别是在车载应用场景下，汽车载体的动态性能较高，系统惯性较大，极大的降低了系统的动态性能，可用度大大降低。

国际上研究机构均在寻找一种更加小型化且更加智能的解决方式，以相控阵技术为基础的电调动中通天线系统是一个重要方向。采用相控阵动中通体制天线，将会降低动中通天线的高度和重量，大幅度降低汽车载体的要求和改造成本，同时汽车载体可以携带更大口径的天线提高动中通天线的性能，降低功率消耗。电调波束指向比机械调整方式快几个数量级，提高系统的动态性能。

但是相控阵天线有一些固有问题，首先，相控阵的覆盖角度受单个馈源的覆盖角度限制，导致扫描角度有限；其次满阵布阵的相控阵要求阵元之间间隔1/2波长，对于Ku频段波长较小，导致系统的通道数较多，较传统天线增加成本较多。最后，满阵布阵的相控阵天线，发射通道的功耗损失会导致系统过热，从而系统功耗过大，热量也会导致系统TR组件性能降低。

龙伯透镜是一种球梯度折射率透镜，具有将沿任意方向入射的平面波聚焦于其表面一点，或使其表面馈源实现高定向性辐射的特性。将阵列天线单元置于龙伯透镜表面，可用于发射或接收来自各个方向的平面波束，且可以保证各个方向的波束具有相同的形状和增益，因此可用于实现大角度波束扫描。

采用大直径的龙伯作为阵元，使得通道数大幅度变少，降低了TR组件的使用，极大降低成本。但是扫描覆盖范围有限。

将原有的大球改小球，可以增大扫描角度，而且选择小球也会降低系统剖面，减小系统重量，这对车载动中通系统来说至关重要。

由于采用小球实现，要达到同样的天线口径，需要的龙伯球个数就要求多，这将导致系统使用的TR组件通道数增加，大幅增加系统成本。同时整机设计采用机械扫描和电子扫描结合方式实现，机械负责水平方向的旋转(机扫)，俯仰向通过相控阵电子波束扫描(电扫)实现，实现相控阵扫描的核心子系统是微波TR组件。但是系统设计时水平方向采用电机旋转对准卫星，水平方向不需要相控阵电子波束扫描，如果每个球下面都放上TR组件，则会造成不必要的浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种龙伯透镜阵列，实现低成本、低重量、低功耗的目的。

本实用新型通过以下技术方案来解决上述技术问题：

一种龙伯透镜阵列，包括多个龙伯透镜子阵，每个所述龙伯透镜子阵包括多个龙伯球和多合一馈源；所述多合一馈源与TR组件通信；所述多合一馈源包括辐射天线层基板、馈电网络层基板、多个辐射贴片，所述辐射天线层基板与馈电网络层基板粘合固定，多个辐射贴片固定在辐射天线层基板上，所述馈电网络基板上写有功分器馈电网络。

优选的，所述多合一馈源为四合一馈源，四个辐射贴片，四个辐射贴片的接收信号通过馈电网络合成一路接收信号，或一路发射信号通过馈电网络分成4路经四个辐射贴片发射。