用于增强阵列天线的宽扫描能力的光学系统的制作方法

示例总体上涉及在扫描范围内利用天线系统生成阵元辐射图(array elementradiation pattern)以补偿该阵元辐射图的行进长度。更特别地，示例涉及随着相对于天线系统的视轴(boresight)的扫描角的增加，来增加阵元辐射图的增益。

背景技术：

1、采用通信卫星接收来自地面组件的电磁信号、处理该信号和/或将该信号转发至其它地面组件。该信号包含用于通过卫星在各种地面组件之间传送的各种类型的信息(从话音、视频、数据、图像等变动)。因此，卫星可以既接收信息又发送信息。

2、卫星采用天线来发送和接收信号。天线具有将信号引导至特定位置的能力以及调谐成从特定位置发出的信号的能力。天线可以通过将信号聚焦成辐射图，来向特定位置发送具有特定频率的信号。类似地，天线调谐成相同的辐射图来接收从特定位置发出的具有给定频率的信号。天线的增益是天线通过降低到其它区域的功率来增加到给定区域的功率的能力的量度(例如，天线的灵敏度)。增益可以与辐射图的大小相关，并且与天线可以支持的数据速率相关(例如，增益越高，数据速率越高)。

技术实现思路

1、根据一个或更多个示例，提供了一种天线系统，该天线系统包括以预定波长间距间隔开的相控阵元(phased array of elements)，该相控阵元被配置成，在扫描角范围内生成阵元辐射图。该天线系统还包括反射器，该反射器用于向地球反射来自相控阵元的阵元辐射图，该反射器具有这样的形状，即，该形状被配置成，将预定放大倍率(magnification)建立成扫描角范围的函数，以便增加天线系统的视场，其中，该反射器的形状还被配置成，通过相对于所述扫描角范围增加放大倍率来调节阵元辐射图，以具有随着相对于天线系统的视轴增加扫描角而增加的增益。将相控阵元定位在馈电位置处，以接收由反射器反射的来自地球的辐射。

2、根据一个或更多个示例，提供了一种方法，所述方法包括以下步骤：利用天线系统的相控阵元，在扫描角范围内生成阵元辐射图，其中，该相控阵元是以预定波长间距间隔开的；以及利用天线系统的反射器，向地球反射来自相控阵元的阵元辐射图。所述方法还包括以下步骤：基于反射器的形状，将预定放大倍率建立成扫描角范围的函数，以便增加天线系统的视场；基于反射器的形状，通过相对于所述扫描角范围增加放大倍率来调节阵元辐射图，以具有随着相对于天线系统的视轴增加扫描角而增加的增益；以及利用反射器向相控阵元反射来自地球的辐射。

技术特征：

1.一种天线系统(142)，所述天线系统包括：

2.根据权利要求1所述的天线系统(142)，其中，所述预定放大倍率处于从针对小扫描角的负放大倍率-3直到针对在覆盖区域的边缘处的大扫描角的正放大倍率+2的范围内。

3.根据权利要求1所述的天线系统(142)，其中：

4.根据权利要求1所述的天线系统(142)，其中，所述反射器(258、406、428、302)是单个偏置反射器(428)和单个轴上反射器(302)之一。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的天线系统(142)，其中：

6.根据权利要求5所述的天线，其中，所述相控阵元(256、304、404、426)是以一个波长间隔开的。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的天线，其中：

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的天线系统(142)，其中：

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的天线，其中：

10.一种方法，所述方法包括以下步骤：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预定放大倍率处于从针对小扫描角的负放大倍率-3直到针对大扫描角的正放大倍率+2的范围内，并且所述预定放大倍率是扫描角范围的函数。

12.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述反射器(258、406、428、302)被形成为单个偏置反射器(428)和单个轴上反射器(302)之一。

14.根据权利要求10所述的方法，其中：

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述相控阵元(256、304、404、426)是以一个波长间隔开的。

技术总结
本申请涉及用于增强阵列天线的宽扫描能力的光学系统。提供了用于这样的技术的系统、设备以及方法，即，该技术利用天线系统的相控阵元来在扫描角范围内生成阵元辐射图，其中，该相控阵元是以预定波长间距间隔开的。该技术利用天线系统的反射器向地球反射从相控阵元发射的阵元辐射图；以及基于反射器的形状将预定放大倍率建立为扫描角范围的函数，以便增加天线系统的视场。该技术基于反射器的形状，通过相对于所述扫描角范围增加放大倍率来调节阵元辐射图，以具有随着相对于天线系统的视轴增加扫描角而增加的增益；以及利用反射器向相控阵元反射来自地球的辐射。

技术研发人员：P·C·韦恩茨,R·图平,D·F·马修斯,C·Y·朴
受保护的技术使用者：波音公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13