一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线的制作方法

    专利查询2025-03-30  22


    本发明涉及卫星通讯领域,具体为一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线。


    背景技术:

    1、至今,全球仍然有约30亿人没有办法连接互联网,约占人口总计的38%。低轨卫星通讯能够有效为更多的人提供互联网连接服务,同时便于解决高山、沙漠、海洋、空天飞行中通讯困难的问题,随着技术改进日益成熟,正更加为人关注并扩大实际应用。

    2、低轨卫星运行在距离地面200公里~2000公里高度的轨道,与中高轨道卫星通讯信号传输比,低轨卫星通讯具有传输时延短、信号路径损耗小的优点,且卫星信号传播以直达传播路径为主,更减少了传统地面蜂窝移动通信中信号多径传输产生的瑞利衰落,这些特点增加了低轨卫星系统提供移动卫星互联网服务的技术优势。

    3、当前广泛用于电视转播、低速数据传输的地球同步卫星轨道位于距离地面36000公里高度处,卫星绕地球飞行的周期约等于地球自转周期(约24小时),卫星与地球位置保持相对恒定,为实现卫星通讯信号在地面的最佳接收,接收卫星信号的地面天线需要保证对准与之相对固定卫星位置。与此相比,低轨通讯卫星运行轨道低,卫星绕地球飞行周期短(比如:典型的低轨卫星轨道距离地面300公里,卫星绕地飞行周期约为1.5小时),从而卫星飞过地面接收天线有效接收位置的时间短(约数分钟)、低轨卫星飞行中位置坐标点变化快,需要地面的信号接收天线在极短时间内灵活动态对准卫星,才能最大化接收卫星信号的天线增益,进而良好接收卫星信号。低轨卫星飞行过程中,将在指定的通讯频道上发射信标信号,利用方便操作的卫星信号接收天线接收低轨卫星过顶时发送的信标信号可用于测量掌握卫星飞行状态信息,对低轨卫星通讯系统的信号测量与系统运维有重要意义。

    4、目前,地面小孔径信号接收天线动态对准低轨卫星(包括俯仰角方向调整与方位角方向调整)主要使用相控阵对准方法与机械转动对准方法。其中,相控阵对准方法中,天线需要精确的基带或射频的相位延迟调整,依赖高端数字信号处理及射频芯片,此方法的性能受材料、体积、芯片、算法等多种因素影响,生产成本高,不适合需要小规模使用卫星信号接收天线的场景。而使用相对简单的机械或手动转动卫星信号接收天线对准低轨卫星的方法,在转动对准过程中,连接地面的卫星信号接收天线与地面卫星信号接收机的馈线将随接收天线的天线面转动而同步围绕转动中心跟随转动,随着转动角度的正向及反向持续增加,将造成馈线绕转动轴发生随动缠绕,从而导致卫星信号接收天线无法持续灵活自由地转动对准,减小了天线对准动作的敏捷性与准确性,减小了接收卫星信号需要的接收天线增益,进而降低成功捕获及接收卫星信号的概率。专利202111393337.x公开了一种小型旋转雷达,采用无线传输接收信号的方法解决了馈线缠绕的问题,但是存在以下问题:收发无线信号需要相应的太阳能等供电模块、信号在无线传输过程中有二次损失、部件组成较复杂等。基于当前现状,如何设计适合低轨卫星信号接收用的卫星信号接收天线,实现卫星信号接收对准且接收天线侧馈线不随动缠绕成为需要解决的问题。


    技术实现思路

    1、针对上述现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,以解决背景技术中提出的问题。

    2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

    3、一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,包括天线面、高频头、第一馈线、第二馈线、第三馈线、第四馈线、俯仰调整杆、第一底座、转动盘、转动轴、第一锥形弹簧、第二锥形弹簧、第一轴承、第二轴承、第二底座;

    4、所述天线面的表面呈抛物面状,天线面的一面为凹面,天线面的另一面为凸面,天线面的凸面中央位置处设置俯仰调整杆,俯仰调整杆呈v形,俯仰调整杆的一端与天线面的凸面固定连接,俯仰调整杆的另一端接近天线面的凹面,天线面下边缘位于所述俯仰调整杆的v形转折位置处的上方且不与俯仰调整杆接触;

    5、所述俯仰调整杆接近天线面的凹面的一端端部设置夹紧扣,夹紧扣与俯仰调整杆固定连接,夹紧扣位置处设置高频头,高频头与夹紧扣固定连接;

    6、所述俯仰调整杆的v形转折处下方水平设置第一底座,第一底座与俯仰调整杆半活动连接;

    7、所述第一底座为扁平圆环状,第一底座下方水平设置转动盘,转动盘为圆形平板,转动盘与第一底座固定连接,转动盘中心位置处设置第一通孔,在第一通孔与转动盘边缘之间分别设置第二通孔、第三通孔;

    8、所述转动盘下方正对第一通孔位置处竖直向下设置转动轴,所述转动轴为圆柱形绝缘体,转动轴的横截面圆的直径大于所述第一通孔的直径,在转动轴上端面中心位置处向下设置第一内螺纹盲孔,第一内螺纹盲孔的公称直径与第一通孔的直径相等,在第一通孔处设置第一螺钉,第一螺钉自上而下穿过第一通孔至第一内螺纹盲孔内,转动盘通过第一螺钉与转动轴固定连接;

    9、所述转动轴沿轴向自上端面开始,自上而下在侧圆柱表面位置处分别设置第一凹槽与第二凹槽,第一凹槽的上端开口位于所述转动盘的第二通孔正下方,第二凹槽的上端开口位于转动轴的第三通孔正下方,第二凹槽在竖直方向上长度大于第一凹槽在竖直方向上长度,在所述第一凹槽的下端尾部位置处设置第一轴承,转动轴的圆柱表面与第一轴承的内圈接触且固定连接,在所述第二凹槽的下端尾部位置处设置第二轴承,转动轴的侧圆柱表面与第二轴承的内圈接触且固定连接;

    10、所述第一凹槽的下端尾部位置处从底面向下设置第一盲孔,所述第二凹槽的下端尾部位置处从底面向下设置第二盲孔,所述第一盲孔与第二盲孔底面位置处分别设置第一锥形弹簧与第二锥形弹簧,第一锥形弹簧在不压缩状态下,第一锥形弹簧的上端高于转动轴的侧圆柱表面,第一锥形弹簧的下端面直径等于第一盲孔的直径,第一锥形弹簧在压缩状态下,第一锥形弹簧的上端面与第一轴承的内圈接触,所述第二锥形弹簧在不压缩状态下,第二锥形弹簧上端高于转动轴的侧圆柱表面,第二锥形弹簧的下端面直径与第二盲孔的直径相等,第二锥形弹簧在压缩状态下,第二锥形弹簧的上端面与第二轴承的内圈接触;

    11、所述高频头的尾端正极位置处设置第一馈线,第一馈线的一端与高频头的正极电性连接,所述第一馈线的另一端与第一锥形弹簧电性连接,在高频头的尾端负极位置处设置第二馈线,第二馈线的一端与高频头的负极电性连接,所属第二馈线的另一端与第二锥形弹簧电性连接;

    12、所述第一轴承与第二轴承的外圈位置处分别设置第一轴承座及第二轴承座,所述第一轴承座及第二轴承座底端分别设置第三馈线及第四馈线,第三馈线与第四馈线的一端分别与第一轴承座及第二轴承座电性连接,第三馈线与第四馈线的另一端分别与卫星信号处理机的正极与负极电性连接;

    13、所述第一轴承座及第二轴承座均横向设置,第一轴承座、第二轴承座底端位置处,分别设置第一绝缘块与第二绝缘块,第一绝缘块的一侧端面与第一轴承座固定连接,第二绝缘块的一侧端面与第二轴承座固定连接,在第一绝缘块及第二绝缘块的另一侧端面位置处设置第二底座,第一绝缘块的另一侧端面及第二绝缘块的另一侧端面与第二底座固定连接。

    14、较佳的,所述第二底座包括壳体与盖板;

    15、所述壳体为上端面呈回字形、下端面为闭合平面的中空盒体结构,壳体竖直的侧端面上设置第四通孔,所述第三馈线及第四馈线穿过第四通孔分别与卫星信号处理机的正极与负极电性连接;

    16、壳体上端面上方正对位置处设置盖板,盖板的中央位置处设置第五通孔,所述转动轴穿过第五通孔,转动轴的侧圆柱表面与第五通孔的内壁不接触;

    17、所述盖板表面沿边缘均匀间隔设置若干第六通孔,壳体位于盖板下方且向上正对第六通孔的位置处设置相同数量的若干第二内螺纹盲孔,在第六通孔位置处设置若干第二螺钉,第二螺钉穿过盖板上的第六通孔至第二内螺纹盲孔内,盖板通过第二螺钉与壳体固定连接;

    18、所述转动轴的上端面高于第二底座的盖板的上端面;

    19、所述转动轴的下端面高于第二底座的壳体内腔的下表面。

    20、较佳的,所述第一绝缘块接近第一轴承座的一侧端面位置处平行设置若干第七通孔及若干第三内螺纹盲孔,所述第七通孔正对第一轴承底部的第一空腔,在所述壳体接近第一绝缘块且正对第七通孔的侧壁位置处设置若干第四内螺纹盲孔,在第七通孔位置处设置若干第三螺钉,第三螺钉穿过第七通孔至第四内螺纹盲孔内,第一绝缘块通过第三螺钉与壳体固定连接,在第一轴承座的轴承座安装孔位置处设置若干第四螺钉,第四螺钉穿过第一轴承座的轴承座安装孔至第三内螺纹盲孔内,第一轴承座通过第四螺钉与第一绝缘块固定连接;

    21、所述第二绝缘块接近第二轴承座端面的位置处平行设置若干第八通孔及若干第五内螺纹盲孔,所述第八通孔正对第二轴承底部的第二空腔,在所述壳体近第二绝缘块且正对第八通孔的侧壁位置处设置若干第六内螺纹盲孔,在第八通孔位置处设置若干第五螺钉,第五螺钉穿过第八通孔至第六内螺纹盲孔内,第二绝缘块通过第五螺钉与壳体固定连接,在第二轴承座的轴承座安装孔位置处设置若干第六螺钉,第六螺钉穿过第二轴承座的轴承座安装孔至第六内螺纹盲孔内,第二轴承座通过第六螺钉与第二绝缘块固定连接;

    22、所述第三馈线及第四馈线分别与第四螺钉及第六螺钉固定电性连接。

    23、较佳的,所述第一底座的上端面处设置凹形夹片,凹形夹片的两个竖直侧面上部分别相向设置第九通孔和第十通孔,所述俯仰调整杆从凹形夹片的两个侧面间穿过,俯仰调整杆接近天线面凹面的一端下部且对应第九通孔和第十通孔的位置处设置第十一通孔,在第九通孔位置处设置第一螺栓,第一螺栓穿过第九通孔、第十一通孔和第十通孔,至第一垫片及第一螺母,俯仰调整杆通过第一螺栓与凹形夹片半活动连接;

    24、凹形夹片底面中央位置处设置第十二通孔,在所述第一底座的上端面与凹形夹片对应的位置处设置第七内螺纹盲孔,在第十二通孔位置处设置第七螺钉,第七螺钉穿过第十二通孔,至第七内螺纹盲孔内,凹形夹片通过第七螺钉与第一底座固定连接。

    25、较佳的,所述夹紧扣包括夹紧座与夹紧盖,夹紧扣为中空结构,夹紧扣的下部为夹紧座,夹紧座的上端面为平面,在夹紧座上端面的中央从上至下设置半圆弧形的第一夹紧槽,第一夹紧槽的半径等于所述高频头的中部横截面圆的半径,第一夹紧槽的上端两侧均为水平耳状长方体台阶,台阶的上端面处分别向下设置第十三通孔及第十四通孔,夹紧座的下部倾斜设置倒置的第三凹槽,第三凹槽的上端面为平面,第三凹槽的上端面与夹紧盖的竖直方向成钝角夹角,在夹紧座下部第三凹槽的上端面中央向下设置第十五通孔,所述俯仰调整杆接近天线面的凹面的端部穿入夹紧座下部的第三凹槽中,在俯仰调整杆对应夹紧座下部的第三凹槽上端面第十五通孔的位置处设置第十六通孔,在第十五通孔位置处设置第二螺栓、第二垫片、第二螺母,第二螺栓穿过第十五通孔、第十六通孔,至第二垫片、第二螺母,俯仰调整杆通过第二螺栓与夹紧座固定连接;

    26、夹紧扣的上部为夹紧盖,夹紧盖设置于夹紧座的正上方,夹紧盖的形状与夹紧座的上部对称,夹紧盖的下端面为平面,在夹紧盖下端面的中央自下至上设置半圆弧形的第二夹紧槽,第二夹紧槽的半径等于所述高频头的中部横截面圆的半径,第二夹紧槽的圆弧长小于高频头的中部横截面圆的圆周长的一半,第二夹紧槽的上端两侧分别均为耳状长方体台阶,台阶的上端面处分别自上至下设置第十七通孔及第十八通孔,第十七通孔、第十八通孔分别与第十三通孔及第十四通孔正对且直径相等,在第十七通孔位置处设置第三螺栓、第三垫片、第三螺母,第三螺栓穿过第十七通孔、第十三通孔,至第三垫片、第三螺母,在第十八通孔位置处分别设置第四螺栓、第四垫片、第四螺母,第四螺栓穿过第十八通孔、第十四通孔,至第四垫片、第四螺母,所述高频头穿过所述夹紧扣的夹紧底座的第一夹紧槽与夹紧盖的第二夹紧槽,高频头的圆柱形侧表面与第一夹紧槽及第二夹紧槽的圆弧面接触,所述夹紧盖通过第三螺栓、第四螺栓与夹紧座及高频头固定连接。

    27、较佳的,所述第一底座沿圆周方向分别设置若干第十九通孔,所述转动盘在上端面与第十九通孔对应位置处分别向下设置相同数量的若干第八内螺纹盲孔,第八内螺纹盲孔的公称直径等于第十九通孔的直径,第八内螺纹盲孔的开口位于第十九通孔的正下方,在所述第一底座的第十九通孔位置处分别设置若干第八螺钉,第八螺钉穿过第十九通孔,至第八内螺纹盲孔内,第一底座通过所述第八螺钉与转动盘固定连接。

    28、较佳的,所述第二通孔、第三通孔以第一通孔为中心对称分布。

    29、较佳的,所述第一轴承及第二轴承为滚珠轴承。

    30、本发明的有益效果在于:

    31、(1)本发明提供了一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,该装置组成包括:连接卫星信号接收天线高频头的正极、第一馈线、转动轴的第一凹槽、第一锥形弹簧、第一轴承、第一轴承座、第三馈线、卫星信号处理机的正极;连接卫星信号接收天线高频头的负极、第二馈线、转动轴的第二凹槽、第二锥形弹簧、第二轴承、第二轴承座、第四馈线、卫星信号处理机的负极。从而:当卫星信号接收天线的天线面随转动轴转动以实现对准并接收低轨卫星发射信号时,与外部卫星信号接收机正极与负极相连的第三馈线与第四馈线不会随转动轴转动而转动,从而解决了传统低轨卫星信号接收天线随动时会产生的馈线缠绕问题。

    32、(2)本发明中使用标准化的轴承、轴承座、锥形弹簧,部件组装方便,成本低,且本发明中的轴承部件采用滚珠传动轴承,转动效果好,使用寿命长。

    33、(3)本发明利用构成天线的部件,包括:天线面、第一底座、转动盘、转动轴、第二底座、第一轴承、第一轴承座、第二轴承、第二轴承座等,本发明的部件重量,更方便用于平稳固定本发明的低轨卫星信号接收天线。


    技术特征:

    1.一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,包括天线面100、高频头110、第一馈线111、第二馈线112、第三馈线113、第四馈线114、俯仰调整杆120、第一底座130、转动盘140、转动轴200、第一锥形弹簧210、第二锥形弹簧220、第一轴承230、第二轴承240、第二底座300;

    2.如权利要求1所述的一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,其特征在于,

    3.如权利要求1所述的一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,其特征在于,

    4.如权利要求1所述的一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,其特征在于,

    5.如权利要求1所述的一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,其特征在于,

    6.如权利要求1所述的一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,其特征在于,

    7.如权利要求1所述的一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,其特征在于,

    8.如权利要求1所述的一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,其特征在于,


    技术总结
    本发明公开了一种防馈线随动缠绕的低轨卫星信号接收天线,包括天线面、高频头、第一馈线、第二馈线、第三馈线、第四馈线、俯仰调整杆、第一底座、转动盘、转动轴、第一锥形弹簧、第二锥形弹簧、第一轴承、第二轴承、第二底座,本发明的天线面可以绕转动轴顺时针或逆时针自由转动,转动时第三馈线、第四馈线不因跟随天线面转动而发生随动缠绕,本发明也利用了组成部件的重量,更便于平稳固定天线。

    技术研发人员:刘东山,张培之,李小强
    受保护的技术使用者:北京中科网芯科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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