本發(fā)明涉及星載有源相控陣天線技術，尤其涉及一種用于衛(wèi)星sar成像天線系統(tǒng)的c波段低剖面輕量化天線。

背景技術：

c波段，是頻率從4.0-8.0ghz的一段頻帶，作為通信衛(wèi)星下行傳輸信號的頻段。在衛(wèi)星電視廣播和各類小型衛(wèi)星地面站應用中，該頻段首先被采用且一直被廣泛使用。合成孔徑雷達(sar)是一種高分辨率成像雷達，可以在能見度極低的氣象條件下得到類似光學照相的高分辨雷達圖像。

目前，在軌或在研的星載相控陣sar天線系統(tǒng)集成度不高，模塊功能單一。波導輻射陣面僅作為天線模塊，其他的各個部件、模塊、組件等都單獨固定在安裝結構上，而且整個剖面增加了一個安裝結構的厚度。同時，各個組件與波導輻射陣面之間增加了一層熱管，通過熱管來散熱。這使得整體天線剖面較厚且相應重量較大，需要較大的衛(wèi)星來承載，成本極高，尤其無法滿足未來輕小衛(wèi)星和快速響應衛(wèi)星對載荷的輕量化要求。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種c波段星載有源相控陣sar天線，結構緊湊、重量輕、成本小，有效地解決了星載sar天線在輕小敏捷衛(wèi)星平臺應用的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種c波段星載有源相控陣sar天線，包括：波導輻射陣面，用于輻射或接收射頻信號；tr組件，用于根據選通控制信號在發(fā)射通道和接收通道中切換選通，以在發(fā)射通道下對射頻信號進行配相和功率放大后傳輸至波導輻射陣面；延時組件，與所述tr組件通過射頻網絡連接，根據延時控制信號對天線接收和發(fā)射的射頻信號進行延時補償；激勵器板，用以所述tr組件供電和提供選通控制信號、及為所述延時組件供電和提供延時控制信號；陣面電源，為所述激勵器板供電，通過激勵器板給tr組件和延時組件供電；及射頻功分器，分口連接延時組件，總口連接艙內射頻收發(fā)機；

所述波導輻射陣面呈板面狀，且作為所述tr組件、延時組件、激勵器板、陣面電源和射頻功分器的背板安裝結構；所述tr組件、延時組件、激勵器板、陣面電源和射頻功分器平鋪地安裝于所述波導輻射陣面的背面。

根據本發(fā)明的一個實施例，所述tr組件、延時組件、激勵器板、陣面電源和射頻功分器的發(fā)射面與所述波導輻射陣面的背面直接貼合，以將所述波導輻射陣面作為熱沉。

根據本發(fā)明的一個實施例，所述波導輻射陣面中的每根脊波導的波導脊內灌封相變材料，以改善波導輻射陣面作為熱沉的熱容量。

根據本發(fā)明的一個實施例，還包括板載轉接板，平鋪形成于所述波導輻射陣面的背面；所述tr組件位于所述板載轉接板的一旁，從所述板載轉接板的側邊插接所述板載轉接板，以實現與所述波導輻射陣面的直插互連。

根據本發(fā)明的一個實施例，延時組件還與所述tr組件通過定標網絡連接；還包括定標功分器，分口通過定標網絡連接延時組件，總口連接艙內射頻收發(fā)機，合成一路定標信號以對接收的射頻信號定標。

根據本發(fā)明的一個實施例，所述激勵器板為多層集成板，所述射頻網絡與定標網絡均集成在所述激勵器板上。

根據本發(fā)明的一個實施例，所述tr組件以直插的方式連接所述激勵器板且與所述射頻網絡、定標網絡電連接。

根據本發(fā)明的一個實施例，所述波導輻射陣面包括若干頁，每頁波導輻射陣面包括若干天線子陣，每個天線子陣包括一組天線單元，每個天線單元對應連接一tr組件，每組tr組件通過射頻網絡或定標網絡連接于一個延時組件，每頁波導輻射陣面上的全部延時組件連接于一個射頻功分器或定標功分器的各個分口。

根據本發(fā)明的一個實施例，所述射頻功分器或定標功分器安裝于每頁波導輻射陣面的中間天線子陣的邊緣位置處，通過電纜連接各延時組件。

根據本發(fā)明的一個實施例，還包括框架，以窗框形式固定在各個天線子陣的邊緣，且將相鄰的天線子陣連接成一體。

采用上述技術方案后，本發(fā)明相比現有技術具有以下有益效果：

天線的各模塊、單機、部組件以波導輻射陣面作為安裝背板進行安裝，使天線子陣兼作為結構安裝板，免去了額外的安裝結構，減輕了載荷重量，采用平鋪式安裝，實現了天線的低剖面特性，可實現大收納比、大幅減輕天線重量的目的，大大降低了衛(wèi)星成本，完全適應了未來小衛(wèi)星和快速響應衛(wèi)星平臺對天線載荷的要求；

波導陣面除具有天線收發(fā)電磁波功能外，還兼作為結構安裝背板，同時集成了熱沉的功能，實現一物多用以綜合減重；

天線的t/r組件通過板載轉接板采用直插方式與板載轉接板互聯，避免了該部分電纜的使用，減輕了總重量和成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的一頁c波段星載有源相控陣sar天線的結構示意圖；

圖2為圖1的一頁c波段星載有源相控陣sar天線的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明一實施例的多頁c波段星載有源相控陣sar天線折疊收納狀態(tài)的結構示意圖。

圖中標記說明：

1-波導輻射陣面，2-tr組件，3-激勵器板，4-延時組件，5-陣面電源，6-射頻功分器，7-定標功分器，8-框架。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。

參看圖1和圖2，在一個實施例中，c波段星載有源相控陣sar天線包括：波導輻射陣面1，tr(transmitterandreceiver)組件2，延時組件4，激勵器板3，陣面電源5和射頻功分器6。

波導輻射陣面1用于輻射或接收射頻信號。當天線發(fā)射時，波導輻射陣面1用于輻射電磁波(即射頻信號)；當天線接收時，波導輻射陣面1用于接收電磁波(即射頻信號)。

tr組件2用于根據選通控制信號在發(fā)射通道和接收通道中切換選通，以在發(fā)射通道下對射頻信號進行配相和功率放大后傳輸至波導輻射陣面。當用于發(fā)射時，tr組件2切換到發(fā)射通道，將射頻信號進行配相和功率放大后，送至波導輻射陣面1天線單元；當用于接收時，tr組件對波導輻射陣面1天線單元接收的微弱射頻信號進行功率放大。選通控制信號由激勵器板提供。

延時組件4與tr組件2之間通過射頻網絡連接，根據延時控制信號對波導輻射陣面1接收和發(fā)射的射頻信號進行延時補償。延時控制信號由激勵器板3提供。射頻網絡用語傳遞接收和發(fā)射時的射頻信號。

激勵器板3用以tr組件2供電和提供選通控制信號、及為延時組件4供電和提供延時控制信號。激勵器板3即激勵器構造成為電路板件的形狀。陣面電源為激勵器板3供電，通過激勵器板3給tr組件2和延時組件4供電。

射頻功分器6的分口連接延時組件4，總口連接艙內射頻收發(fā)機。將艙內射頻收發(fā)機輸出的待發(fā)射的射頻信號能量分成兩路或多路輸出至天線單元，也可反過來將天線單元接收的多路射頻信號能量合成一路輸出。

波導輻射陣面1呈板面狀，且作為tr組件2、延時組件4、激勵器板3、陣面電源5和射頻功分器6的背板安裝結構。tr組件2、延時組件4、激勵器板3、陣面電源5和射頻功分器6平鋪地安裝于波導輻射陣面1的背面。各個部件可以通過螺釘將其固定在波導輻射陣面1的背面上。

平鋪安裝就是在現有的結構面積內，將各個部件的最薄的切面與安裝面垂直，并且各個部件在垂直方向上不疊加，在合理布局下盡量緊湊，這樣使得整個波導輻射陣面的剖面非常低。

天線的各模塊、單機、部組件以波導輻射陣面1作為安裝背板進行安裝，使天線子陣兼作為結構安裝板，免去了額外的安裝結構，減輕了載荷重量，采用平鋪式安裝，實現了天線的低剖面特性，可實現大收納比、大幅減輕天線重量的目的，大大降低了衛(wèi)星成本，完全適應了未來小衛(wèi)星和快速響應衛(wèi)星平臺對天線載荷的要求。

優(yōu)選的，tr組件2、延時組件4、激勵器板3、陣面電源4和射頻功分器6的發(fā)射面與波導輻射陣面1的背面直接貼合，以將波導輻射陣面1作為熱沉。波導輻射陣面1除具有天線收發(fā)電磁波功能外，還兼作為結構安裝背板，同時集成了熱沉的功能，實現一物多用以綜合減重。

優(yōu)選的，波導輻射陣面1中的每根脊波導的波導脊內灌封相變材料，以改善波導輻射陣面1作為熱沉的熱容量，增強散熱性能，可以免去熱管等其他散熱器的安裝，使得重量更輕，成本更小。

在一個實施例中，c波段星載有源相控陣sar天線還可以包括板載轉接板。板載轉接板平鋪形成于波導輻射陣面1的背面。tr組件2位于板載轉接板的一旁，tr組件2從板載轉接板的側邊插接板載轉接板，以實現與波導輻射陣面1的直插互連。天線的t/r組件2通過板載轉接板采用直插方式與板載轉接板互聯，避免了該部分電纜的使用，減輕了總重量和成本。

在一個實施例中，延時組件還與tr組件2通過定標網絡連接。c波段星載有源相控陣sar天線還可以包括定標功分器7，定標功分器7的分口通過定標網絡連接延時組件4，總口連接艙內射頻收發(fā)機，合成一路定標信號輸至艙內射頻收發(fā)機以對接收的射頻信號定標。定標功分器7用來定標射頻信號，在每次使用前作為基準信號使用，天線單元耦合出的射頻信號在延時補償后通過射頻功分器6合成，天線單元的定標信號在延時補償后通過定標功分器7進行合成。定標網絡用于傳遞用于定標的耦合射頻信號，可以是傳輸線的形式，結構具體不限。

優(yōu)選的，激勵器板3為多層集成板，射頻網絡與定標網絡均集成在激勵器板3上。激勵器板3通過pcb板多層集成的方式，將第一級的射頻網絡與定標網絡集成，以節(jié)省大量的互聯電纜，實現減重和降成本的目的。

優(yōu)選的，tr組件2以直插的方式連接激勵器板3且與射頻網絡、定標網絡電連接。激勵器板3采用直插方式與tr組件互聯，大大減少了互聯電纜的數量，進而實現減重和降成本的目的。

在一個實施例中，參看圖1和圖3，波導輻射陣面1包括若干頁，每頁波導輻射陣面1包括若干天線子陣，每個天線子陣包括一組天線單元，每個天線單元對應連接一tr組件2，每組tr組件2通過射頻網絡或定標網絡連接于一個延時組件4，每頁波導輻射陣面1上的全部延時組件連接于一個射頻功分器6或定標功分器7的各個分口。

在一個具體實施例中，整個天線口徑6m×1.2m，全天線分為5頁，在圖3中顯示了3頁，發(fā)射時，各頁天線通過折疊收納在星體兩側及底面上以實現高收納率，入軌后通過展開機構展開。圖1是其中的1頁天線，每頁天線的十分之一為一天線子陣，具有一組16個天線單元，兩個天線子陣相對排布形成一排，再并排排成一頁波導輻射陣面1，兩個天線子陣共用一延時組件4、陣面電源5。每個天線單元耦合出一路射頻信號，8個天線單元耦合出的射頻信號先合成一路，再將同組兩個8路天線單元的兩路定標信號耦合成一路，接入定標功分器7的一個分口上，定標功分器7具有十個分口分別連接十路合成的定標信號。射頻功分器6也是同理。

優(yōu)選的，射頻功分器6或定標功分器7安裝于每頁波導輻射陣面1的中間天線子陣的邊緣位置處，通過電纜連接各延時組件4。射頻功分器6和定標功分器7每頁天線均有一個，通過電纜連接各個延時組件4時，可以保證整體電纜所走距離最短。

在一個實施例中，c波段星載有源相控陣sar天線還可以包括框架8?？蚣?以窗框形式固定在各個天線子陣的邊緣，且將相鄰的天線子陣連接成一體，每頁天線的各個天線子陣可以共用一個框架8?？蚣?可以保證陣面的平整度和整個結構結實。天線剖面高度可以為40mm，參看圖2，剖面方向上主要為波導輻射陣面1及用來加固的框架8。

本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權利要求，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以本發(fā)明權利要求所界定的范圍為準。