專利名稱：一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，屬于移動(dòng)衛(wèi)星通信的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)幅員遼闊，通信水平和覆蓋還沒有到位，尤其在分布遼闊的油田、礦區(qū)、金融系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、民航系統(tǒng)、邊防、海島、部隊(duì)等比較偏遠(yuǎn)地區(qū)，傳統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)并不一定能夠完全的覆蓋。所以在面對(duì)災(zāi)害等突發(fā)事件時(shí)，怎樣實(shí)現(xiàn)便攜、即時(shí)的通訊成為我們的必須要面對(duì)的技術(shù)問(wèn)題。針對(duì)便攜的特點(diǎn)，本領(lǐng)域中的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)常采用平板天線進(jìn)行通訊平板天線因具有體積小、通信方便等特點(diǎn)，廣泛被應(yīng)用于衛(wèi)星通信領(lǐng)域。 例如中國(guó)專利CN2473765公開了一種接收衛(wèi)星直播信號(hào)的平板天線，其包括一個(gè)天線托盤，位于天線托盤上有慢波材料介質(zhì)層和縫隙陣金屬板，縫隙陣金屬板有規(guī)則分布的縫隙陣，天線托盤下方中部有將接收到的衛(wèi)星直播信號(hào)降頻放大并輸出的高頻頭，縫隙陣金屬板上面還有將入射的線極化信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)旋向的圓極化信號(hào)的變極化裝置。中國(guó)專利CN201130714公開了超薄斜波束平板天線，天線饋電部分采用分支波導(dǎo)波導(dǎo)功分器形式，同時(shí)輻射單元采用漏波天線形式，在實(shí)現(xiàn)天線波束傾斜的同時(shí)，保證了天線的匹配帶寬和輻射效率，研制出了一種小型化高增益線極化平板天線。中國(guó)專利CN 102110902A公開了一種圓極化平板天線，其包括輻射層、饋電網(wǎng)絡(luò)，輻射層上設(shè)有輻射器，饋電網(wǎng)絡(luò)為線極化平板天線的饋電網(wǎng)絡(luò)，輻射器向內(nèi)的一端為縫隙，向外的一端為圓孔。輻射器向外的一端設(shè)有十字狀的振子，與縫隙成45°角放置。增益和效率大大提升。中國(guó)專利CN102255138A公開了圓極化波導(dǎo)平板陣列天線，它在由波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)的矩形開口波導(dǎo)31陣列構(gòu)成的寬帶線極化波導(dǎo)平板陣列天線2上安裝圓極化器I實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的圓極化波接收與發(fā)射能力。所述及的圓極化器I在XY平面上的尺寸與輻射層30完全相同，它由完全相同的兩層用導(dǎo)電油墨絲印有斜“十”字圖案11的介質(zhì)薄膜10與ABS材料制作的介質(zhì)隔框20構(gòu)成。但是上述專利并不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)ku波段線極化和ka波段圓極化的功能，而且不具有較好的ku/ka饋電網(wǎng)絡(luò)，隔離度較低，因此制約現(xiàn)有的平板天線只能接收ku或ka單一頻段的電磁波。只有拋物面天線才能實(shí)現(xiàn)對(duì)ku/ka雙頻饋線、并實(shí)現(xiàn)ku/ka雙頻接收,但是拋物天線的體積較大，給移動(dòng)衛(wèi)星通信帶來(lái)諸多不便。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)以上的技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)。術(shù)語(yǔ)解釋I.耦合波導(dǎo)當(dāng)需要一個(gè)波導(dǎo)向另一個(gè)波導(dǎo)傳輸時(shí)，中間起到耦合作用的波導(dǎo)叫做耦合波導(dǎo)。2.饋電波導(dǎo)在電磁場(chǎng)傳輸?shù)倪^(guò)程中，向器件饋電的波導(dǎo)叫做饋電波導(dǎo)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其包括ku/ka雙頻平板天線、變頻器、調(diào)制解調(diào)器模塊、GPS模塊和數(shù)顯數(shù)控模塊，所述的ku/ka雙頻平板天線通過(guò)變頻器和同軸數(shù)據(jù)線與調(diào)制解調(diào)器模塊相連，所述調(diào)制解調(diào)器模塊通過(guò)USB數(shù)據(jù)線與所述的GPS模塊相連，所述調(diào)制解調(diào)器模塊通過(guò)485線與所述的數(shù)顯數(shù)控模塊相連；所述的ku/ka雙頻平板天線,其包括依次設(shè)置的ku/ka雙頻福射器I、ku饋電和ka耦合層2、用于垂直極化的ka饋電層3、極化分離層4和用于水平極化的ka饋電層5 ；所述ku/ka雙頻輻射器I和ku饋電和ka耦合層2之間設(shè)置有2排外諧振腔6，每排設(shè)置有2個(gè)外諧振腔，在每個(gè)外諧振腔內(nèi)同軸設(shè)置有I個(gè)內(nèi)諧振腔8，同一排設(shè)置的2個(gè)外諧振腔6分別通過(guò)耦合縫10與T形饋電網(wǎng)絡(luò)11的兩端相連，在所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)11的另一端設(shè)置有饋電波導(dǎo)12 ;在所述ku/ka雙頻輻射器I的上表面，且與每個(gè)內(nèi)諧振腔8相對(duì)的位置水平貫通設(shè)置有2個(gè)十字形縫隙，即ka輻射縫9 ;在ku/ka雙頻輻射器I的上表面，且在外諧振腔6的水平兩端分別貫通設(shè)置有豎直的縫隙，即為ku輻射縫7 ;在所述ku饋電和ka耦合層2上設(shè)置有與內(nèi)諧振腔8相對(duì)的耦合波導(dǎo)13 ；在用于垂直極化的ka饋電層3上設(shè)置有4個(gè)波導(dǎo)14和I個(gè)饋電波導(dǎo)17 :所述波導(dǎo)14的位置與所述ku/ka雙頻輻射器I上的內(nèi)諧振腔8的位置相對(duì)應(yīng)；所述波導(dǎo)14通過(guò)耦合縫15分別與T形饋電網(wǎng)絡(luò)16的兩端相連接，在T形饋電網(wǎng)絡(luò)16的另一端設(shè)置有饋電波導(dǎo)17 ;所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)16與所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)11的設(shè)置方向相差180° ;在用于垂直極化的ka饋電層3上還設(shè)置有與所述饋電波導(dǎo)12相對(duì)的饋電波導(dǎo)12-1 ；在極化分離層4上設(shè)置有4個(gè)極化分離縫18，所述每個(gè)極化分離縫的位置與所述ku/ka雙頻輻射器I上的內(nèi)諧振腔8的位置相對(duì)應(yīng)；所述極化分離縫18與水平的夾角為45° ;在極化分離層4上，且與所述的饋電波導(dǎo)12-1相對(duì)的位置上設(shè)置有饋電波導(dǎo)12-2 ；在極化分離層4上，且與所述饋電波導(dǎo)17相對(duì)的位置上設(shè)置有饋電波導(dǎo)17-1 ；在用于水平極化的ka饋電層5上設(shè)置2條相互平行的耦合縫15_1、T形饋電網(wǎng)絡(luò)19、饋電波導(dǎo)12-3和饋電波導(dǎo)20，所述耦合縫15-1分別與所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)19的兩端相連，所述饋電波導(dǎo)20與T形饋電網(wǎng)絡(luò)19的另一端相連；所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)19與所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)16相對(duì)；所述饋電波導(dǎo)12-3與極化分離層4上設(shè)置的饋電波導(dǎo)12-2相對(duì)。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于I.本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧。2.本實(shí)用新型采用同軸諧振腔，在內(nèi)諧振腔上設(shè)置有ka輻射縫，在外諧振腔上設(shè)置有ku輻射縫。ku線極化是通過(guò)在輻射層上設(shè)置ku輻射縫實(shí)現(xiàn)的，而ka圓極化是通過(guò)在輻射層上設(shè)置ka輻射縫實(shí)現(xiàn)相位差為90°的兩個(gè)線極化，從而實(shí)現(xiàn)圓極化，實(shí)現(xiàn)了所述平板天線對(duì)ku/ka雙頻的接收。3.本實(shí)用新型利用了同軸諧振腔的特性，由于ka頻段頻率高，波長(zhǎng)短，內(nèi)諧振腔傳導(dǎo)ka波，外諧振腔傳播ku波。內(nèi)諧振腔不影響外諧振腔ku波的傳輸。內(nèi)諧振腔通過(guò)耦合波導(dǎo)13與ka饋電網(wǎng)絡(luò)相連接，在外諧振腔開一縫隙縫10與ku饋電網(wǎng)絡(luò)連接，從而實(shí)現(xiàn)ku/ka頻段的分別饋電及高隔離度。[0021 ] 4.本實(shí)用新型所述平板天線在便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中的應(yīng)用中，其平板天線和數(shù)字顯示器采用分體式設(shè)計(jì)，即插即用，具有更強(qiáng)的便攜性和易操作性。高精度的衛(wèi)星天線系統(tǒng)可以在ku和ka雙頻段工作，工作需要時(shí)，將天線的數(shù)據(jù)接口與數(shù)顯數(shù)控模塊對(duì)接，所述的數(shù)顯數(shù)控模塊可以做成手腕佩戴式，再將天線對(duì)正衛(wèi)星即可收發(fā)信號(hào)。從設(shè)備的安裝、跟蹤、對(duì)星、調(diào)整、收藏均可快速完成，安裝簡(jiǎn)單，快速對(duì)星。特別適用于野外作業(yè)、科考探險(xiǎn)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、軍事警務(wù)和新聞等從業(yè)人員。該系統(tǒng)配置靈活，安裝方便、體積小、重量輕、便于攜帶，既可民用，又可軍用。5.本實(shí)用新型所述便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了小型化、數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，可適合于點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)及多點(diǎn)間的小容量通信業(yè)務(wù)，以傳輸優(yōu)質(zhì)電話和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)為主，還兼?zhèn)鬟_(dá)其它用戶業(yè)務(wù)。如電話、傳真、電傳、電報(bào)、圖像、可視電話、話帶數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、復(fù)用數(shù)據(jù)、電話會(huì)議等。6.本實(shí)用新型所述便攜式即時(shí)衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要針對(duì)政府應(yīng)急通信部門、人防、
新聞媒體、移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商、公安、消防、邊防、武警、部隊(duì)、企事業(yè)等用戶而設(shè)計(jì)的新一代衛(wèi)星通信設(shè)備。特別適用于野外作業(yè)、科考探險(xiǎn)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、軍事警務(wù)和新聞等從業(yè)人員。

圖I為本實(shí)用新型中的ku/ka雙頻平板天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所述ku/ka雙頻輻射器的背面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型所述ku饋電和ka稱合層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型所述用于垂直極化的ka饋電層3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型所述極化分離層4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型所述用于水平極化的ka饋電層5的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型所述便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1-6中，I、ku/ka雙頻福射器；2、ku饋電和ka f禹合層；3、用于垂直極化的ka饋電層；4、極化分離層；5、用于水平極化的ka饋電層；6、外諧振腔；7、ku輻射縫；8、內(nèi)諧振腔；9、ka輻射縫；10、耦合縫；11、T形饋電網(wǎng)絡(luò)；12、饋電波導(dǎo)；12_1、饋電波導(dǎo)；12_2、饋電波導(dǎo)；12-3、饋電波導(dǎo)；13、耦合波導(dǎo)；14、波導(dǎo)；15、耦合縫；15_1、耦合縫；16、T形饋電網(wǎng)絡(luò)；17、饋電波導(dǎo)；17-1、饋電波導(dǎo)；18、極化分離縫；19、T形饋電網(wǎng)絡(luò)；20、饋電波導(dǎo)。在圖7中，21、ku/ka雙頻平板天線；22、變頻器；23、同軸數(shù)據(jù)線；24、調(diào)制解調(diào)器模塊；25、USB數(shù)據(jù)線；26、GPS模塊；27、485線；28、數(shù)顯數(shù)控模塊。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的說(shuō)明，但不限于此。實(shí)施例、如圖7所示。一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其包括ku/ka雙頻平板天線21、變頻器22、調(diào)制解調(diào)器模塊24、GPS模塊26和數(shù)顯數(shù)控模塊28，所述的ku/ka雙頻平板天線21通過(guò)變頻器22和同軸數(shù)據(jù)線23與調(diào)制解調(diào)器模塊24相連，所述調(diào)制解調(diào)器模塊24通過(guò)USB數(shù)據(jù)線25與所述的GPS模塊26相連，所述調(diào)制解調(diào)器模塊24通過(guò)485線27與所述的數(shù)顯數(shù)控模塊28相連。[0036]如圖I所示一種ku/ka雙頻平板天線,其包括依次設(shè)置的ku/ka雙頻福射器I、ku饋電和ka稱合層2、用于垂直極化的ka饋電層3、極化分離層4和用于水平極化的ka饋電層5 ；如圖2-3所示所述ku/ka雙頻輻射器I和ku饋電和ka耦合層2之間設(shè)置有2排外諧振腔6，每排設(shè)置有2個(gè)外諧振腔，在每個(gè)外諧振腔內(nèi)同軸設(shè)置有I個(gè)內(nèi)諧振腔8，同一排設(shè)置的2個(gè)外諧振腔6分別通過(guò)耦合縫10與T形饋電網(wǎng)絡(luò)11的兩端相連，在所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)11的另一端設(shè)置有饋電波導(dǎo)12 ;在所述ku/ka雙頻輻射器I的上表面，且與每個(gè)內(nèi)諧振腔8相對(duì)的位置水平貫通設(shè)置有2個(gè)十字形縫隙，即ka輻射縫9 ;在ku/ka雙頻輻射器I的上表面，且在外諧振腔6的水平兩端分別貫通設(shè)置有豎直的縫隙，即為ku輻射縫7 ;在所述ku饋電和ka耦合層2上設(shè)置有與內(nèi)諧振腔8相對(duì)的耦合波導(dǎo)13 ；如圖4所示在用于垂直極化的ka饋電層3上設(shè)置有4個(gè)波導(dǎo)14和I個(gè)饋電波導(dǎo)17 :所述波導(dǎo)14的位置與所述ku/ka雙頻輻射器I上的內(nèi)諧振腔8的位置相對(duì)應(yīng)；所述波導(dǎo)14通過(guò)耦合縫15分別與T形饋電網(wǎng)絡(luò)16的兩端相連接，在T形饋電網(wǎng)絡(luò)16的另一端設(shè)置有饋電波導(dǎo)17 ;所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)16與所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)11的設(shè)置方向相差180° ； 在用于垂直極化的ka饋電層3上還設(shè)置有與所述饋電波導(dǎo)12相對(duì)的饋電波導(dǎo)12-1 ；如圖5所示在極化分離層4上設(shè)置有4個(gè)極化分離縫18，所述每個(gè)極化分離縫的位置與所述ku/ka雙頻輻射器I上的內(nèi)諧振腔8的位置相對(duì)應(yīng)；所述極化分離縫18與水平的夾角為45° ;在極化分離層4上，且與所述饋電波導(dǎo)12-1相對(duì)的位置上設(shè)置有饋電波導(dǎo)12-2 ;在極化分離層4上，且與所述饋電波導(dǎo)17相對(duì)的位置上設(shè)置有饋電波導(dǎo)17-1 ；如圖6所示在用于水平極化的ka饋電層5上設(shè)置2條相互平行的耦合縫15_1、T形饋電網(wǎng)絡(luò)19、饋電波導(dǎo)12-3和饋電波導(dǎo)20，所述耦合縫15-1分別與所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)
19的兩端相連，所述饋電波導(dǎo)20與T形饋電網(wǎng)絡(luò)19的另一端相連；所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)19與所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)16相對(duì)；所述饋電波導(dǎo)12-3與極化分離層4上設(shè)置的饋電波導(dǎo)12-2相對(duì)。
權(quán)利要求1.一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其特征在于，其包括ku/ka雙頻平板天線、變頻器、調(diào)制解調(diào)器模塊、GPS模塊和數(shù)顯數(shù)控模塊，所述的ku/ka雙頻平板天線通過(guò)變頻器和同軸數(shù)據(jù)線與調(diào)制解調(diào)器模塊相連，所述調(diào)制解調(diào)器模塊通過(guò)USB數(shù)據(jù)線與所述的GPS模塊相連，所述調(diào)制解調(diào)器模塊通過(guò)485線與所述的數(shù)顯數(shù)控模塊相連； 所述ku/ka雙頻平板天線包括依次設(shè)置的ku/ka雙頻福射器(I )、ku饋電和ka稱合層(2)、用于垂直極化的ka饋電層(3)、極化分離層(4)和用于水平極化的ka饋電層(5)； 所述ku/ka雙頻輻射器(I)和ku饋電和ka耦合層(2 )之間設(shè)置有2排外諧振腔(6 )，每排設(shè)置有2個(gè)外諧振腔，在每個(gè)外諧振腔內(nèi)同軸設(shè)置有I個(gè)內(nèi)諧振腔(8)，同一排設(shè)置的2個(gè)外諧振腔(6)分別通過(guò)耦合縫(10)與T形饋電網(wǎng)絡(luò)(11)的兩端相連，在所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)(11)的另一端設(shè)置有饋電波導(dǎo)(12);在所述ku/ka雙頻輻射器(I)的上表面，且與每個(gè)內(nèi)諧振腔(8)相對(duì)的位置水平貫通設(shè)置有2個(gè)十字形縫隙，即ka輻射縫(9);在ku/ka雙頻輻射器(I)的上表面，且在外諧振腔(6)的水平兩端分別貫通設(shè)置有豎直的縫隙，即為ku輻射縫(7);在所述ku饋電和ka耦合層(2)上設(shè)置有與內(nèi)諧振腔(8)相對(duì)的耦合波導(dǎo)(13); 在用于垂直極化的ka饋電層(3)上設(shè)置有4個(gè)波導(dǎo)(14)和I個(gè)饋電波導(dǎo)(17):所述波導(dǎo)(14)的位置與所述ku/ka雙頻輻射器(I)上的內(nèi)諧振腔(8)的位置相對(duì)應(yīng)；所述波導(dǎo)(14)通過(guò)耦合縫(15)分別與T形饋電網(wǎng)絡(luò)(16)的兩端相連接，在T形饋電網(wǎng)絡(luò)(16)的另一端設(shè)置有饋電波導(dǎo)(17);所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)(16)與所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)(11)的設(shè)置方向相差180° ;在用于垂直極化的ka饋電層(3)上還設(shè)置有與所述饋電波導(dǎo)(12)相對(duì)的饋電波導(dǎo)(12-1)； 在極化分離層(4)上設(shè)置有4個(gè)極化分離縫(18)，所述每個(gè)極化分離縫的位置與所述ku/ka雙頻輻射器(I)上的內(nèi)諧振腔(8)的位置相對(duì)應(yīng)；所述極化分離縫(18)與水平的夾角為45° ;在極化分離層(4)上，且與所述的饋電波導(dǎo)(12-1)相對(duì)的位置上設(shè)置有饋電波導(dǎo)(12-2);在極化分離層(4)上，且與所述饋電波導(dǎo)(17)相對(duì)的位置上設(shè)置有饋電波導(dǎo)(17-1)； 在用于水平極化的ka饋電層(5)上設(shè)置2條相互平行的耦合縫(15-1)、T形饋電網(wǎng)絡(luò)(19)、饋電波導(dǎo)(12-3)和饋電波導(dǎo)(20)，所述耦合縫(15-1)分別與所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)(19)的兩端相連，所述饋電波導(dǎo)(20)與T形饋電網(wǎng)絡(luò)(19)的另一端相連；所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)(19)與所述T形饋電網(wǎng)絡(luò)(16)相對(duì)；所述饋電波導(dǎo)(12-3)與極化分離層(4)上設(shè)置的饋電波導(dǎo)(12-2)相對(duì)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其采用同軸諧振腔，在內(nèi)諧振腔上設(shè)置有ka輻射縫，在外諧振腔上設(shè)置有ku輻射縫。ku線極化是通過(guò)在ku/ka雙頻輻射器上設(shè)置ku輻射縫實(shí)現(xiàn)的，而ka圓極化是通過(guò)在ku/ka雙頻輻射器上設(shè)置ka輻射縫實(shí)現(xiàn)相位差為90°的兩個(gè)線極化，從而實(shí)現(xiàn)圓極化，實(shí)現(xiàn)了所述平板天線對(duì)ku/ka雙頻的接收。本實(shí)用新型所述平板天線在便攜式即時(shí)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中的應(yīng)用中，其平板天線和數(shù)字顯示器采用分體式設(shè)計(jì)，具有更強(qiáng)的便攜性和易操作性。高精度的衛(wèi)星天線系統(tǒng)可以再Ku和Ka雙頻段工作，特別適用于野外作業(yè)、科考探險(xiǎn)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、軍事警務(wù)和新聞等從業(yè)人員。
文檔編號(hào)H01Q5/01GK202737096SQ20122028369
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者薛麗麗, 唐文成, 楊猛 申請(qǐng)人:山東國(guó)威衛(wèi)星通信有限公司