一種整體式大掃描角波束合成移相器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種整體式大掃描角波束合成移相器,該整體式大掃描角波束合成移相器包括功分網(wǎng)絡(luò)、移相器本體和移相器本體的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；信號(hào)經(jīng)功分網(wǎng)絡(luò)對(duì)波束合成器的天線陣元進(jìn)行饋電；功分網(wǎng)絡(luò)和移相器本體采用一體化設(shè)計(jì)；功分網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)個(gè)獨(dú)立的功分單元，移相器本體包括數(shù)個(gè)移相單元；數(shù)個(gè)功分單元平行設(shè)置在移相器本體內(nèi)，第一功分單元位于中間位置，兩邊功分單元每?jī)蓚€(gè)相鄰功分單元之間經(jīng)移相單元后串聯(lián)，再通過第一功分單元并聯(lián)，且功分網(wǎng)絡(luò)的末端為微帶線連接；所述每個(gè)功分單元根據(jù)天線陣元的幅度設(shè)計(jì)功分比，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)每個(gè)移相單元的電長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明制造的波束合成器具有寬頻帶，低插損，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，成本低，相控精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，伺服結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝使用方便等特點(diǎn)。
【專利說明】一種整體式大掃描角波束合成移相器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及波束合成【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種整體式大掃描角波束合成移相器。

【背景技術(shù)】
[0002]相控掃描天線是從陣列天線發(fā)展起來的，通過改變陣列天線中每一個(gè)子陣的饋電幅度和相位來改變整個(gè)陣面的波束指向，寬帶相控陣列天線在軍事和民用領(lǐng)域都得到了廣泛的重視和迅速發(fā)展。
[0003]相控掃描陣列天線的掃描方法分為機(jī)械式掃描和電掃描兩種，電掃描方式因其電路復(fù)雜，造價(jià)高昂，而且相位的控制精度有限，使其應(yīng)用形式受限。機(jī)械式相控掃描陣列天線是利用整個(gè)天線系統(tǒng)或其某一部分的機(jī)械運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)波束掃描，利用整個(gè)天線系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)波束掃描，受到了天線陣列大小，安裝方式，使用環(huán)境等的限制，對(duì)于大型陣列天線及安裝、使用環(huán)境有特別要求的場(chǎng)景來說，其整個(gè)天線系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)需要較大的轉(zhuǎn)動(dòng)空間和伺服功率，實(shí)現(xiàn)起來難度較大，且不能滿足要求。
[0004]現(xiàn)有的相控掃描天線已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但隨著技術(shù)進(jìn)步與生產(chǎn)生活的需要，對(duì)相控的精度要求，天線帶寬，天線陣列的安裝方式，造價(jià)等要求越來越高，同時(shí)滿足這幾個(gè)方面的要求很困難。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮椤癈N200910041973.9”的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種一體化移相器，包括:
金屬腔體，金屬腔體內(nèi)固定安裝有左右兩根耦合管，該左右耦合管內(nèi)分別嵌套有頂端相連的耦合桿，該耦合桿上連接有可推拉其在耦合管內(nèi)前后運(yùn)動(dòng)的柄，金屬腔體內(nèi)部還設(shè)有功分網(wǎng)絡(luò)，該功分網(wǎng)絡(luò)由帶狀線構(gòu)成，該左右耦合管分別通過該功分網(wǎng)絡(luò)連接到饋電點(diǎn)。其將功分網(wǎng)絡(luò)和移相器制作成了一體，使該移相器集成了功分網(wǎng)絡(luò)的功能。但是該結(jié)構(gòu)還明顯存在以下缺點(diǎn):1.結(jié)構(gòu)不夠緊湊，特別不適合天線陣元的饋電；2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和移相單元不夠精準(zhǔn)，不能保證移相器的移相精準(zhǔn)；3.集成度不夠高，無法縮小尺寸，減小設(shè)備體積；
4.可靠性低，無法滿足不同功率的分配。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有具有寬頻帶，低插損，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，成本低，相控精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，伺服結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)的機(jī)械整體式大掃描角波束合成移相器。以解決一般相控波束掃描陣列天線的復(fù)雜電路、相控精度有限、天線陣形式不能任意設(shè)計(jì)、造價(jià)高昂等不足的技術(shù)問題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種整體式大掃描角波束合成移相器，該波束合成移相器包括功分網(wǎng)絡(luò)、移相器本體、移相器本體的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；信號(hào)經(jīng)移相器本體后，再經(jīng)功分網(wǎng)絡(luò)對(duì)波束合成器的天線陣元進(jìn)行饋電；所述功分網(wǎng)絡(luò)和移相器本體采用一體化設(shè)計(jì)；所述功分網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)個(gè)獨(dú)立的功分單元，所述移相器本體包括數(shù)個(gè)移相單元；所述數(shù)個(gè)功分單元并排平行設(shè)置在移相器本體內(nèi)，其中，第一功分單元位于中間位置，兩邊的數(shù)個(gè)功分單元每?jī)蓚€(gè)相鄰功分單元之間經(jīng)一個(gè)所述移相單元后串聯(lián)，再通過第一功分單元將兩邊的數(shù)個(gè)功分單元并聯(lián)一起，且所述功分網(wǎng)絡(luò)的末端為微帶線連接；所述每個(gè)功分單元根據(jù)天線陣元的幅度設(shè)計(jì)功分比，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)每個(gè)移相單元的電長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0009]優(yōu)選的技術(shù)方案，所述移相器本體整體呈盒狀，其包括盒體和蓋板；所述盒體內(nèi)設(shè)有數(shù)個(gè)能夠獨(dú)立容納每個(gè)移相單元的金屬腔體；且該盒體內(nèi)還對(duì)應(yīng)金屬腔體設(shè)有用于安裝功分網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述移相單元包括絕緣固定塊A、絕緣固定塊B、金屬套管、內(nèi)導(dǎo)體和拉桿；所述金屬腔體內(nèi)壁設(shè)有卡槽A、卡槽B和U型導(dǎo)槽；絕緣固定塊A和絕緣固定塊B分別安裝在卡槽A和卡槽B內(nèi)；所述卡槽A和卡槽B上均開有圓形階梯通孔,金屬套管通過所述圓形階梯通孔安裝在絕緣固定塊A和絕緣固定塊B上，金屬套管一端伸出絕緣固定塊A，與相應(yīng)功分單元焊接連接；所述內(nèi)導(dǎo)體一端可移動(dòng)的套裝在金屬套管內(nèi)，內(nèi)導(dǎo)體另一端與拉桿一端連接，且內(nèi)導(dǎo)體和金屬套管同心；所述拉桿安裝在U型導(dǎo)槽內(nèi)，拉桿另一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，且拉桿在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下可沿U型導(dǎo)槽移動(dòng)。金屬套管與內(nèi)導(dǎo)體通過絕緣固定塊A和絕緣固定塊B將其安裝在金屬腔體內(nèi)，保證了其在腔體內(nèi)的相對(duì)位置的準(zhǔn)確。
[0011]更進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述移相單元還包括塑料頂珠，所述拉桿上開有圓孔；塑料頂珠安裝在該拉桿的圓孔內(nèi)，且塑料頂珠與蓋板底面相抵，使拉桿與U型導(dǎo)槽的表面貼合。
[0012]再更進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述拉桿和內(nèi)導(dǎo)體上分別設(shè)有相互配合的卡槽，拉桿和內(nèi)導(dǎo)體通過所述卡槽連接和定位。
[0013]所述內(nèi)導(dǎo)體表面和金屬套管內(nèi)表面中至少有一個(gè)表面覆蓋有絕緣材料。
[0014]所述功分網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)功分單元和天線陣元的每個(gè)天線子陣之間通過同軸連接器連接。
[0015]所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、拉桿固定件、推拉桿、連桿和旋轉(zhuǎn)固定塊；所述拉桿固定件和除與第一功分單元相連外的移相單元的拉桿上分別設(shè)有相互配合的卡槽，除與第一功分單元相連外的移相單元的拉桿通過該卡槽垂直固定在拉桿固定件上，且每個(gè)拉桿相互平行；連桿一端鉸接在拉桿固定件上，連桿另一端和與第一功分單元相連的移相單元的拉桿一起鉸接在旋轉(zhuǎn)固定塊上；所述推拉干一端固定在拉桿固定件上，另一端由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0016]所述連桿上設(shè)有一環(huán)形槽，連桿通過兩個(gè)卡設(shè)在該環(huán)形槽內(nèi)的兩個(gè)軸位螺釘分別與所述拉桿固定件和所述與第一功分單元相連的移相單元的拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述連桿和所述拉桿固定件之間的連接位置在該環(huán)形槽內(nèi)可調(diào)，所述連桿和所述與第一功分單元相連的移相單元的拉桿之間的連接位置在該環(huán)形槽內(nèi)也可調(diào)；所述連桿和所述拉桿固定件和所述與第一功分單元相連的移相單元的拉桿之間的連接距離滿足以下關(guān)系:當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)推拉干推動(dòng)拉桿固定件運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉桿固定件帶動(dòng)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿再帶動(dòng)與第一功分單元相連的移相單元的拉桿運(yùn)動(dòng)距離等于拉桿固定件直接帶動(dòng)其它拉桿運(yùn)動(dòng)距離的一半。
[0017]所述帶功分網(wǎng)絡(luò)的一體式移相器采用雙層結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)固定塊兩側(cè)各分層設(shè)有兩對(duì)步進(jìn)電機(jī)、兩對(duì)拉桿固定件和兩對(duì)連桿；其中一對(duì)步進(jìn)電機(jī)、一對(duì)拉桿固定件和一對(duì)連桿對(duì)上層一體式移相器本體進(jìn)行調(diào)節(jié)，另一對(duì)步進(jìn)電機(jī)、另一對(duì)拉桿固定件和另一對(duì)連桿對(duì)下層一體式移相器本體進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:采用以上技術(shù)方案，信號(hào)經(jīng)功分網(wǎng)絡(luò)對(duì)天線陣元進(jìn)行幅度與相位加權(quán)饋電，每?jī)蓚€(gè)相鄰的功分單元通過移相單元串聯(lián)在一起，使用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)每個(gè)移相單元的電長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使每個(gè)天線陣元間產(chǎn)生不同的相位差，從而調(diào)節(jié)天線波束傾角。移相器本體采用一體化設(shè)計(jì)，分別設(shè)置了功分網(wǎng)絡(luò)安裝平臺(tái)，數(shù)個(gè)移相單元腔室，同軸連接器安裝位置，可在同軸連接器得到相鄰兩個(gè)端口等相位差的電信號(hào)，保證了整體的可靠性與一致性。同時(shí)，可根據(jù)不同數(shù)量的子陣設(shè)計(jì)功分網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，對(duì)不同數(shù)量的相控陣列天線進(jìn)行饋電。移相單元采用空氣隙同軸波導(dǎo)設(shè)計(jì)，通過調(diào)整腔體內(nèi)壁與金屬套管和內(nèi)導(dǎo)體的距離，達(dá)到阻抗匹配，其具有寬頻帶，移相量大，低插損，移相過程中幅度變化小等優(yōu)點(diǎn)。絕緣固定塊A與絕緣固定塊B對(duì)應(yīng)安裝在金屬腔體內(nèi)壁的卡槽A和卡槽B上，使整體物理結(jié)構(gòu)固定。金屬套管和內(nèi)導(dǎo)體采用間隙配合，使之在相對(duì)移動(dòng)過程中阻力小，減少驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)的壓力。金屬套管內(nèi)壁和內(nèi)導(dǎo)體外壁至少有一個(gè)表面覆有絕緣材料，使內(nèi)導(dǎo)體外壁與金屬套管內(nèi)壁絕緣，使兩者之間的電信號(hào)相互耦合。塑料頂珠與蓋板底面壓合，使拉桿與金屬腔體的U型導(dǎo)槽表面貼合，進(jìn)一步保證拉桿調(diào)節(jié)時(shí)的精度。拉桿固定件用于固定拉桿，保證其等距離移動(dòng)，從而保證兩邊的每個(gè)移相單元移相量一致。數(shù)個(gè)移相單元可以對(duì)應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)天線輻射單元，在兩邊的移相單元間均預(yù)設(shè)有功分單元，使得陣列輻射單元滿足不同的功率分配；在移相器本體盒體內(nèi)，對(duì)應(yīng)金屬腔體設(shè)有功分網(wǎng)絡(luò)的安裝平臺(tái)，將功分網(wǎng)絡(luò)和移相器本體合二為一，整體結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性及批量生產(chǎn)的一致性進(jìn)一步得到提高；此外，所有組件都是一體化加工，減少了常規(guī)天線對(duì)相位較敏感區(qū)域的焊接和組裝工序，可進(jìn)一步提高天線的一致性和集成度，減小整體尺寸。其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以采用精密絲桿與滑軌設(shè)計(jì)，整體模塊化設(shè)計(jì)，可靠性進(jìn)一步提高，可應(yīng)用于不同場(chǎng)合使用，整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙層設(shè)計(jì)，可對(duì)雙極化天線進(jìn)行饋電。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一種整體式大掃描角波束合成移相器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的功分網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明一種整體式大掃描角波束合成移相器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明移相器本體的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為功分網(wǎng)絡(luò)與移相器本體的連接結(jié)構(gòu)放大示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8為本發(fā)明傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9為本發(fā)明單個(gè)移相單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖10為本發(fā)明單個(gè)移相單元的內(nèi)套體和金屬套管連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖11為圖9中B-B的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖12為本發(fā)明拉桿固定件A、拉桿固定件B和拉桿的安裝分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖13為本發(fā)明一種整體式大掃描角波束合成移相器運(yùn)動(dòng)到極限位置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0033]如圖1至圖13所示，一種整體式大掃描角波束合成移相器包括功分網(wǎng)絡(luò)1、移相器本體2、移相器本體2的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3 ;其為一體化設(shè)計(jì)，且采用了雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)雙極化相控陣列天線(圖中未畫出)進(jìn)行饋電。信號(hào)經(jīng)移相器本體2后，再經(jīng)功分網(wǎng)絡(luò)I對(duì)波束合成器的天線陣元(圖中未畫出)進(jìn)行饋電；功分網(wǎng)絡(luò)I由數(shù)個(gè)獨(dú)立功分單元101、102、103……和最末端的微帶線104組成；每個(gè)獨(dú)立功分單元101、102、103……根據(jù)陣元的幅度要求設(shè)計(jì)功分比，第一個(gè)功分單元101處于中間位置，兩邊的數(shù)個(gè)功分單元102、103……用移相單元201、202、203……串聯(lián)起來，再通過第一個(gè)功分單元101并聯(lián)在一起。
[0034]移相器本體2包括數(shù)個(gè)移相單元201，且移相器本體2整體呈盒狀，盒體21上設(shè)有蓋板201h ;所述盒體21內(nèi)設(shè)有數(shù)個(gè)能夠獨(dú)立容納每個(gè)移相單元201的金屬腔體201a ;且該盒體21內(nèi)還對(duì)應(yīng)金屬腔體201a設(shè)有用于安裝功分網(wǎng)絡(luò)I的平臺(tái)201al。每個(gè)移相單元201包括絕緣固定塊A201b，絕緣固定塊B201c，金屬套管201d，內(nèi)導(dǎo)體201e、拉桿201f和塑料頂珠201g ;金屬腔體內(nèi)壁有卡槽A201a2、卡槽B201a3和一個(gè)U型導(dǎo)槽201a4，卡槽A201a2用于安裝絕緣固定塊A201b，卡槽B201a3用于安裝絕緣固定塊B201c，U型導(dǎo)槽201a4用于安裝拉桿201f，并保證拉桿201f在腔體內(nèi)沿U型導(dǎo)槽201a4滑動(dòng)；金屬套管201d上有兩個(gè)焊接點(diǎn)如201dl、201d2，與功分網(wǎng)絡(luò)I焊接在一起，把數(shù)個(gè)獨(dú)立的功分單元102、103……與數(shù)個(gè)移相單元201、202、203……連成一個(gè)整體。絕緣固定塊A上開有圓形階梯通孔201bl，圓形階梯通孔201bl用于安裝金屬套管201d，保證金屬套管201d在金屬腔體201a內(nèi)的相對(duì)位置，同時(shí)金屬套管201d—端伸出絕緣固定塊A201b，焊接在功分網(wǎng)絡(luò)I上。功網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)I 一端與金屬套管201d上的焊點(diǎn)201dl、201d2焊接，另一端與同軸連接器(圖中未畫出)連接，同軸連接器與天線陣元的每一個(gè)子陣連接，對(duì)相控陣列天線進(jìn)行饋電。絕緣固定塊B201c上也設(shè)有圓形階梯通孔201cl，用于安裝金屬套管201d和內(nèi)導(dǎo)體201e，并保證內(nèi)導(dǎo)體201e與金屬套管201d同心。拉桿201f上設(shè)有一個(gè)卡槽201f 1，與內(nèi)導(dǎo)體201e上開設(shè)的卡槽201el對(duì)應(yīng)配合，用于定位兩個(gè)內(nèi)導(dǎo)體201e和金屬套管201d的相對(duì)位置。拉桿201f上設(shè)有一圓孔201f2，用于安裝塑料頂珠201g，塑料頂珠201g與蓋板201h底面壓合，使拉桿201f與金屬腔體201a的U型導(dǎo)槽201a4上表面貼合。內(nèi)導(dǎo)體外201e表面或金屬套管201d內(nèi)表面至少有一個(gè)表面覆有絕緣材料，使內(nèi)導(dǎo)體201e外壁與套管201d內(nèi)壁絕緣。
[0035]傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括拉桿固定件A301，拉桿固定件B302，推拉桿303，導(dǎo)軌固定板304，導(dǎo)軌305，滑塊306，步進(jìn)電機(jī)307，步進(jìn)電機(jī)固定塊308，絲桿309，螺母310，螺母固定塊311，傳感器312，感應(yīng)片313，旋轉(zhuǎn)固定塊314，旋轉(zhuǎn)軸315，連桿316。拉桿固定件A301與拉桿固定件B302用于固定拉桿201f，拉桿固定件A301與拉桿固定件B302分別設(shè)有卡位301a，302a，分別對(duì)應(yīng)拉桿201f上的卡位201f3，安裝好后，拉桿201f與拉桿固定件A301和拉桿固定件B302垂直，每個(gè)拉桿201f相對(duì)平行，保證整體抽拉時(shí)順暢。導(dǎo)軌固定板304上設(shè)有導(dǎo)軌安裝壁304a，用于將導(dǎo)軌305準(zhǔn)確定位在導(dǎo)軌固定板304上。導(dǎo)軌固定板304上設(shè)有傳感器安裝孔304b，用于安裝傳感器312。連桿316通過旋轉(zhuǎn)軸315固定在旋轉(zhuǎn)固定塊314上，連桿316可繞旋轉(zhuǎn)軸315轉(zhuǎn)動(dòng)。螺母310安裝在螺母固定塊311上，滑塊306安裝在螺母固定塊311底部，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)307帶動(dòng)絲桿309轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)螺母310，使拉桿201f整體移動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)相位的目的。連桿316上設(shè)有一環(huán)形槽316a，在拉桿固定件A301與第一功分單元101連接的移相器本體的拉桿B201i上安裝有兩個(gè)軸位螺釘301a，201il，兩個(gè)軸位螺釘301a，201il卡在連桿316的環(huán)形槽316a內(nèi)，當(dāng)拉桿固定件A301帶動(dòng)拉桿201f移動(dòng)時(shí)，由連桿316帶動(dòng)的拉桿B201i移動(dòng)的距離為其他拉桿201f移動(dòng)距離的一半。導(dǎo)軌固定板304上安裝有兩個(gè)傳感器312，傳感器312與感應(yīng)片313位置對(duì)應(yīng)，用于對(duì)整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3進(jìn)行初始位置校準(zhǔn)和限位設(shè)置。通過驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)307帶動(dòng)絲桿309轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺母310推動(dòng)整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組件一起移動(dòng)，從而推動(dòng)移相器本體拉桿201f移動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)移相單元相位。
[0036]本實(shí)施例中移相單元個(gè)數(shù)為16個(gè)，功分網(wǎng)絡(luò)I包括15個(gè)功分單元101、102、
103......和兩個(gè)微帶線104，每?jī)蓚€(gè)功分單元101,102,103......之間由移相單元201,202,
203……連接起來，功分網(wǎng)絡(luò)I輸出17個(gè)端口，中間功分單元輸出端口為總端口，其他各端口接16個(gè)天線子陣，對(duì)16個(gè)天線陣元的子陣進(jìn)行饋電，當(dāng)調(diào)節(jié)移相單元相位時(shí)，即可改變天線子陣的波束指向。同時(shí)，在本實(shí)施例中金屬套管201d與內(nèi)導(dǎo)體201e通過絕緣固定塊A20Ib與絕緣固定塊B201c固定在金屬腔體20Ia內(nèi)，通過拉桿201f推動(dòng)內(nèi)導(dǎo)體201e，使內(nèi)導(dǎo)體201e可在金屬套管201d內(nèi)滑動(dòng)。
[0037]本實(shí)施例中，對(duì)雙極化天線饋電時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3分別調(diào)節(jié)至兩個(gè)極限位置示意圖，功分網(wǎng)絡(luò)I與移相器本體2采用雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本發(fā)明的工作原理為:其中步進(jìn)電機(jī)307a與步進(jìn)電機(jī)307d為一組同步驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)上層移相器本體2的調(diào)節(jié)；步進(jìn)電機(jī)307b與步進(jìn)電機(jī)307c為一組同步驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)下層移相器本體2的調(diào)節(jié)。當(dāng)感應(yīng)片313處于兩個(gè)傳感器312中心位置時(shí)，為本發(fā)明波束合成器的初始位置，在調(diào)節(jié)波束指向時(shí)，同組步進(jìn)電機(jī)(如步進(jìn)電機(jī)307a與步進(jìn)電機(jī)307b)同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)，由于位于兩邊的每個(gè)功分單元的相鄰兩個(gè)輸出端口之間串聯(lián)有一個(gè)移相單元，這樣，在每?jī)蓚€(gè)相鄰的輸出端口可得到相同的移相量△ Φ，但由于中間功分單元(第一功分單元)兩個(gè)端口串聯(lián)有兩個(gè)移相單元，所以其兩個(gè)端口得到的移相量為2倍ΛΦ，為使所有端口得到相同的移相量，本實(shí)施例通過旋轉(zhuǎn)固定塊314，旋轉(zhuǎn)軸315，連桿316使中間兩個(gè)移相單元(與第一功分單元相連的)的移動(dòng)距離為其他移相單元移動(dòng)距離的1/2，其移相量也為1/2倍△ Φ，當(dāng)兩個(gè)移相量疊加起來后得移相量為Λ Φ。
[0038]容易看出，按照本發(fā)明制造的波束合成器具有寬頻帶，低插損，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，成本低，相控精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，伺服結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝使用方便等特點(diǎn)。
[0039]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【權(quán)利要求】
1.一種整體式大掃描角波束合成移相器，該波束合成移相器包括功分網(wǎng)絡(luò)、移相器本體、移相器本體的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；信號(hào)經(jīng)移相器本體后，再經(jīng)功分網(wǎng)絡(luò)對(duì)波束合成器的天線陣元進(jìn)行饋電；其特征在于:所述功分網(wǎng)絡(luò)和移相器本體采用一體化設(shè)計(jì)；所述功分網(wǎng)絡(luò)包括數(shù)個(gè)獨(dú)立的功分單元，所述移相器本體包括數(shù)個(gè)移相單元；所述數(shù)個(gè)功分單元并排平行設(shè)置在移相器本體內(nèi)，其中，第一功分單元位于中間位置，兩邊的數(shù)個(gè)功分單元每?jī)蓚€(gè)相鄰功分單元之間經(jīng)一個(gè)所述移相單元后串聯(lián)，再通過第一功分單元將兩邊的數(shù)個(gè)功分單元并聯(lián)一起，且所述功分網(wǎng)絡(luò)的末端為微帶線連接；所述每個(gè)功分單元根據(jù)天線陣元的幅度設(shè)計(jì)功分比，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)每個(gè)移相單元的電長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種整體式大掃描角波束合成移相器，其特征在于:所述移相器本體整體呈盒狀，包括盒體和蓋板；所述盒體內(nèi)設(shè)有數(shù)個(gè)能夠獨(dú)立容納每個(gè)移相單元的金屬腔體；且該盒體內(nèi)還對(duì)應(yīng)金屬腔體設(shè)有用于安裝功分網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種整體式大掃描角波束合成移相器，其特征在于:所述移相單元包括絕緣固定塊八、絕緣固定塊8、金屬套管、內(nèi)導(dǎo)體和拉桿；所述金屬腔體內(nèi)壁設(shè)有卡槽八、卡槽8和I型導(dǎo)槽；絕緣固定塊八和絕緣固定塊8分別安裝在卡槽八和卡槽8內(nèi)；所述卡槽纟和卡槽8上均開有圓形階梯通孔，金屬套管通過所述圓形階梯通孔安裝在絕緣固定塊八和絕緣固定塊8上，金屬套管一端伸出絕緣固定塊八，與相應(yīng)功分單元焊接連接；所述內(nèi)導(dǎo)體一端可移動(dòng)的套裝在金屬套管內(nèi)，內(nèi)導(dǎo)體另一端與拉桿一端連接，且內(nèi)導(dǎo)體和金屬套管同心；所述拉桿安裝在[型導(dǎo)槽內(nèi)，拉桿另一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，且拉桿在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下可沿V型導(dǎo)槽移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種整體式大掃描角波束合成移相器，其特征在于:所述移相單元還包括塑料頂珠，所述拉桿上開有圓孔；塑料頂珠安裝在該拉桿的圓孔內(nèi)，且塑料頂珠與蓋板底面相抵，使拉桿與V型導(dǎo)槽的表面貼合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種整體式大掃描角波束合成移相器，其特征在于:所述拉桿和內(nèi)導(dǎo)體上分別設(shè)有相互配合的卡槽，拉桿和內(nèi)導(dǎo)體通過所述卡槽連接和定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種整體式大掃描角波束合成移相器，其特征在于:所述內(nèi)導(dǎo)體表面和金屬套管內(nèi)表面中至少有一個(gè)表面覆蓋有絕緣材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種整體式大掃描角波束合成移相器，其特征在于:所述功分網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)功分單元和天線陣元的每個(gè)天線子陣之間通過同軸連接器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種整體式大掃描角波束合成移相器，其特征在于:所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、拉桿固定件、推拉桿、連桿和旋轉(zhuǎn)固定塊；所述拉桿固定件和除與第一功分單元相連外的移相單元的拉桿上分別設(shè)有相互配合的卡槽，除與第一功分單元相連外的移相單元的拉桿通過該卡槽垂直固定在拉桿固定件上，且每個(gè)拉桿相互平行；連桿一端鉸接在拉桿固定件上，連桿另一端和與第一功分單元相連的移相單元的拉桿一起鉸接在旋轉(zhuǎn)固定塊上；所述推拉干一端固定在拉桿固定件上，另一端由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種整體式大掃描角波束合成移相器，其特征在于:所述連桿上設(shè)有一環(huán)形槽，連桿通過兩個(gè)卡設(shè)在該環(huán)形槽內(nèi)的兩個(gè)軸位螺釘分別與所述拉桿固定件和所述與第一功分單元相連的移相單元的拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述連桿和所述拉桿固定件之間的連接位置在該環(huán)形槽內(nèi)可調(diào)，所述連桿和所述與第一功分單元相連的移相單元的拉桿之間的連接位置在該環(huán)形槽內(nèi)也可調(diào)；所述連桿和所述拉桿固定件和所述與第一功分單元相連的移相單元的拉桿之間的連接距離滿足以下關(guān)系:當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)推拉干推動(dòng)拉桿固定件運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉桿固定件帶動(dòng)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿再帶動(dòng)與第一功分單元相連的移相單元的拉桿運(yùn)動(dòng)距離等于拉桿固定件直接帶動(dòng)其它拉桿運(yùn)動(dòng)距離的一半。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種整體式大掃描角波束合成移相器，其特征在于:所述帶功分網(wǎng)絡(luò)的一體式移相器采用雙層結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)固定塊兩側(cè)各分層設(shè)有兩對(duì)步進(jìn)電機(jī)、兩對(duì)拉桿固定件和兩對(duì)連桿；其中一對(duì)步進(jìn)電機(jī)、一對(duì)拉桿固定件和一對(duì)連桿對(duì)上層一體式移相器本體進(jìn)行調(diào)節(jié)，另一對(duì)步進(jìn)電機(jī)、另一對(duì)拉桿固定件和另一對(duì)連桿對(duì)下層一體式移相器本體進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】H01Q3/32GK104362438SQ201410598191
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】鄒洪, 王衛(wèi)平, 魏建讓, 朱國(guó)斌, 任勇, 李博 申請(qǐng)人:西安欣創(chuàng)電子技術(shù)有限公司