專利名稱：一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，屬于移動衛(wèi)星通信的技術領域。
背景技術：
我國幅員遼闊，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、部隊等比較偏遠地區(qū)，傳統(tǒng)的通訊網絡并不一定能夠完全的覆蓋。所以在面對災害等突發(fā)事件時，怎樣實現(xiàn)便攜、即時的通訊成為我們的必須要面對的技術問題。針對便攜的特點，本領域中的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)常采用平板天線進行通訊平板天線因具有體積小、通信方便等特點，廣泛被應用于衛(wèi)星通信領域。 例如中國專利CN2473765公開了一種接收衛(wèi)星直播信號的平板天線，其包括一個天線托盤，位于天線托盤上有慢波材料介質層和縫隙陣金屬板，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轉化成相應旋向的圓極化信號的變極化裝置。中國專利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波導功分器形式，同時輻射單元采用漏波天線形式，在實現(xiàn)天線波束傾斜的同時，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、饋電網絡，輻射層上設有輻射器，饋電網絡為線極化平板天線的饋電網絡，輻射器向內的一端為縫隙，向外的一端為圓孔。輻射器向外的一端設有十字狀的振子，與縫隙成45°角放置。增益和效率大大提升。中國專利CN102255138A公開了圓極化波導平板陣列天線，它在由波導饋電網絡激勵的矩形開口波導31陣列構成的寬帶線極化波導平板陣列天線2上安裝圓極化器I實現(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電油墨絲印有斜“十”字圖案11的介質薄膜10與ABS材料制作的介質隔框20構成。但是上述專利并不能同時實現(xiàn)對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饋電網絡，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現(xiàn)對ku/ka雙頻饋線、并實現(xiàn)ku/ka雙頻接收,但是拋物天線的體積較大，給移動衛(wèi)星通信帶來諸多不便。

實用新型內容針對以上的技術不足，本實用新型提供一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時衛(wèi)星通訊系統(tǒng)。術語解釋I.耦合波導當需要一個波導向另一個波導傳輸時，中間起到耦合作用的波導叫做耦合波導。2.饋電波導在電磁場傳輸的過程中，向器件饋電的波導叫做饋電波導。本實用新型的技術方案在于一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其包括ku/ka雙頻平板天線、變頻器、調制解調器模塊、GPS模塊和數顯數控模塊，所述的ku/ka雙頻平板天線通過變頻器和同軸數據線與調制解調器模塊相連，所述調制解調器模塊通過USB數據線與所述的GPS模塊相連，所述調制解調器模塊通過485線與所述的數顯數控模塊相連；所述的ku/ka雙頻平板天線,其包括依次設置的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之間設置有2排外諧振腔6，每排設置有2個外諧振腔，在每個外諧振腔內同軸設置有I個內諧振腔8，同一排設置的2個外諧振腔6分別通過耦合縫10與T形饋電網絡11的兩端相連，在所述T形饋電網絡11的另一端設置有饋電波導12 ;在所述ku/ka雙頻輻射器I的上表面，且與每個內諧振腔8相對的位置水平貫通設置有2個十字形縫隙，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上設置有與內諧振腔8相對的耦合波導13 ；在用于垂直極化的ka饋電層3上設置有4個波導14和I個饋電波導17 :所述波導14的位置與所述ku/ka雙頻輻射器I上的內諧振腔8的位置相對應；所述波導14通過耦合縫15分別與T形饋電網絡16的兩端相連接，在T形饋電網絡16的另一端設置有饋電波導17 ;所述T形饋電網絡16與所述T形饋電網絡11的設置方向相差180° ;在用于垂直極化的ka饋電層3上還設置有與所述饋電波導12相對的饋電波導12-1 ；在極化分離層4上設置有4個極化分離縫18，所述每個極化分離縫的位置與所述ku/ka雙頻輻射器I上的內諧振腔8的位置相對應；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12-1相對的位置上設置有饋電波導12-2 ；在極化分離層4上，且與所述饋電波導17相對的位置上設置有饋電波導17-1 ；在用于水平極化的ka饋電層5上設置2條相互平行的耦合縫15_1、T形饋電網絡19、饋電波導12-3和饋電波導20，所述耦合縫15-1分別與所述T形饋電網絡19的兩端相連，所述饋電波導20與T形饋電網絡19的另一端相連；所述T形饋電網絡19與所述T形饋電網絡16相對；所述饋電波導12-3與極化分離層4上設置的饋電波導12-2相對。本實用新型的優(yōu)勢在于I.本實用新型整體結構簡單、體積小巧。2.本實用新型采用同軸諧振腔，在內諧振腔上設置有ka輻射縫，在外諧振腔上設置有ku輻射縫。ku線極化是通過在輻射層上設置ku輻射縫實現(xiàn)的，而ka圓極化是通過在輻射層上設置ka輻射縫實現(xiàn)相位差為90°的兩個線極化，從而實現(xiàn)圓極化，實現(xiàn)了所述平板天線對ku/ka雙頻的接收。3.本實用新型利用了同軸諧振腔的特性，由于ka頻段頻率高，波長短，內諧振腔傳導ka波，外諧振腔傳播ku波。內諧振腔不影響外諧振腔ku波的傳輸。內諧振腔通過耦合波導13與ka饋電網絡相連接，在外諧振腔開一縫隙縫10與ku饋電網絡連接，從而實現(xiàn)ku/ka頻段的分別饋電及高隔離度。[0021 ] 4.本實用新型所述平板天線在便攜式即時衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中的應用中，其平板天線和數字顯示器采用分體式設計，即插即用，具有更強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，將天線的數據接口與數顯數控模塊對接，所述的數顯數控模塊可以做成手腕佩戴式，再將天線對正衛(wèi)星即可收發(fā)信號。從設備的安裝、跟蹤、對星、調整、收藏均可快速完成，安裝簡單，快速對星。特別適用于野外作業(yè)、科考探險、搶險救災、軍事警務和新聞等從業(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.本實用新型所述便攜式即時衛(wèi)星通訊系統(tǒng)實現(xiàn)了小型化、數字化、智能化和網絡化，可適合于點到點、點到多點及多點間的小容量通信業(yè)務，以傳輸優(yōu)質電話和計算機數據為主，還兼?zhèn)鬟_其它用戶業(yè)務。如電話、傳真、電傳、電報、圖像、可視電話、話帶數據、計算機數據、復用數據、電話會議等。6.本實用新型所述便攜式即時衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要針對政府應急通信部門、人防、
新聞媒體、移動通信運營商、公安、消防、邊防、武警、部隊、企事業(yè)等用戶而設計的新一代衛(wèi)星通信設備。特別適用于野外作業(yè)、科考探險、搶險救災、軍事警務和新聞等從業(yè)人員。

圖I為本實用新型中的ku/ka雙頻平板天線的結構示意圖；圖2為本實用新型所述ku/ka雙頻輻射器的背面結構示意圖；圖3為本實用新型所述ku饋電和ka稱合層的結構示意圖；圖4為本實用新型所述用于垂直極化的ka饋電層3的結構示意圖；圖5為本實用新型所述極化分離層4的結構示意圖；圖6為本實用新型所述用于水平極化的ka饋電層5的結構示意圖。圖7為本實用新型所述便攜式即時衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的結構示意圖。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、內諧振腔；9、ka輻射縫；10、耦合縫；11、T形饋電網絡；12、饋電波導；12_1、饋電波導；12_2、饋電波導；12-3、饋電波導；13、耦合波導；14、波導；15、耦合縫；15_1、耦合縫；16、T形饋電網絡；17、饋電波導；17-1、饋電波導；18、極化分離縫；19、T形饋電網絡；20、饋電波導。在圖7中，21、ku/ka雙頻平板天線；22、變頻器；23、同軸數據線；24、調制解調器模塊；25、USB數據線；26、GPS模塊；27、485線；28、數顯數控模塊。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型做詳細的說明，但不限于此。實施例、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、調制解調器模塊24、GPS模塊26和數顯數控模塊28，所述的ku/ka雙頻平板天線21通過變頻器22和同軸數據線23與調制解調器模塊24相連，所述調制解調器模塊24通過USB數據線25與所述的GPS模塊26相連，所述調制解調器模塊24通過485線27與所述的數顯數控模塊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之間設置有2排外諧振腔6，每排設置有2個外諧振腔，在每個外諧振腔內同軸設置有I個內諧振腔8，同一排設置的2個外諧振腔6分別通過耦合縫10與T形饋電網絡11的兩端相連，在所述T形饋電網絡11的另一端設置有饋電波導12 ;在所述ku/ka雙頻輻射器I的上表面，且與每個內諧振腔8相對的位置水平貫通設置有2個十字形縫隙，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上設置有與內諧振腔8相對的耦合波導13 ；如圖4所示在用于垂直極化的ka饋電層3上設置有4個波導14和I個饋電波導17 :所述波導14的位置與所述ku/ka雙頻輻射器I上的內諧振腔8的位置相對應；所述波導14通過耦合縫15分別與T形饋電網絡16的兩端相連接，在T形饋電網絡16的另一端設置有饋電波導17 ;所述T形饋電網絡16與所述T形饋電網絡11的設置方向相差180° ； 在用于垂直極化的ka饋電層3上還設置有與所述饋電波導12相對的饋電波導12-1 ；如圖5所示在極化分離層4上設置有4個極化分離縫18，所述每個極化分離縫的位置與所述ku/ka雙頻輻射器I上的內諧振腔8的位置相對應；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12-1相對的位置上設置有饋電波導12-2 ;在極化分離層4上，且與所述饋電波導17相對的位置上設置有饋電波導17-1 ；如圖6所示在用于水平極化的ka饋電層5上設置2條相互平行的耦合縫15_1、T形饋電網絡19、饋電波導12-3和饋電波導20，所述耦合縫15-1分別與所述T形饋電網絡
19的兩端相連，所述饋電波導20與T形饋電網絡19的另一端相連；所述T形饋電網絡19與所述T形饋電網絡16相對；所述饋電波導12-3與極化分離層4上設置的饋電波導12-2相對。
權利要求1.一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時衛(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、調制解調器模塊、GPS模塊和數顯數控模塊，所述的ku/ka雙頻平板天線通過變頻器和同軸數據線與調制解調器模塊相連，所述調制解調器模塊通過USB數據線與所述的GPS模塊相連，所述調制解調器模塊通過485線與所述的數顯數控模塊相連； 所述ku/ka雙頻平板天線包括依次設置的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 )之間設置有2排外諧振腔(6 )，每排設置有2個外諧振腔，在每個外諧振腔內同軸設置有I個內諧振腔(8)，同一排設置的2個外諧振腔(6)分別通過耦合縫(10)與T形饋電網絡(11)的兩端相連，在所述T形饋電網絡(11)的另一端設置有饋電波導(12);在所述ku/ka雙頻輻射器(I)的上表面，且與每個內諧振腔(8)相對的位置水平貫通設置有2個十字形縫隙，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)上設置有與內諧振腔(8)相對的耦合波導(13); 在用于垂直極化的ka饋電層(3)上設置有4個波導(14)和I個饋電波導(17):所述波導(14)的位置與所述ku/ka雙頻輻射器(I)上的內諧振腔(8)的位置相對應；所述波導(14)通過耦合縫(15)分別與T形饋電網絡(16)的兩端相連接，在T形饋電網絡(16)的另一端設置有饋電波導(17);所述T形饋電網絡(16)與所述T形饋電網絡(11)的設置方向相差180° ;在用于垂直極化的ka饋電層(3)上還設置有與所述饋電波導(12)相對的饋電波導(12-1)； 在極化分離層(4)上設置有4個極化分離縫(18)，所述每個極化分離縫的位置與所述ku/ka雙頻輻射器(I)上的內諧振腔(8)的位置相對應；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(12-1)相對的位置上設置有饋電波導(12-2);在極化分離層(4)上，且與所述饋電波導(17)相對的位置上設置有饋電波導(17-1)； 在用于水平極化的ka饋電層(5)上設置2條相互平行的耦合縫(15-1)、T形饋電網絡(19)、饋電波導(12-3)和饋電波導(20)，所述耦合縫(15-1)分別與所述T形饋電網絡(19)的兩端相連，所述饋電波導(20)與T形饋電網絡(19)的另一端相連；所述T形饋電網絡(19)與所述T形饋電網絡(16)相對；所述饋電波導(12-3)與極化分離層(4)上設置的饋電波導(12-2)相對。
專利摘要本實用新型涉及一種利用ku/ka雙頻平板天線的便攜式即時衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其采用同軸諧振腔，在內諧振腔上設置有ka輻射縫，在外諧振腔上設置有ku輻射縫。ku線極化是通過在ku/ka雙頻輻射器上設置ku輻射縫實現(xiàn)的，而ka圓極化是通過在ku/ka雙頻輻射器上設置ka輻射縫實現(xiàn)相位差為90°的兩個線極化，從而實現(xiàn)圓極化，實現(xiàn)了所述平板天線對ku/ka雙頻的接收。本實用新型所述平板天線在便攜式即時衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中的應用中，其平板天線和數字顯示器采用分體式設計，具有更強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、搶險救災、軍事警務和新聞等從業(yè)人員。
文檔編號H01Q5/01GK202737096SQ20122028369
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權日2012年6月15日
發(fā)明者薛麗麗, 唐文成, 楊猛 申請人:山東國威衛(wèi)星通信有限公司