機電結(jié)合動中通天線的設(shè)計與研究.pdf

1、現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展日新月異，越來越多的數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星進行傳輸。衛(wèi)星通信具有傳輸容量大、覆蓋范圍廣、通信方式靈活、組網(wǎng)迅速、不受地理環(huán)境和自然因素影響等優(yōu)點，逐漸發(fā)展成為當今遠距離通信的重要方式。動中通系統(tǒng)即是運動中的載體利用衛(wèi)星作為中繼，實現(xiàn)實時、大容量、不間斷的傳輸多媒體信息，已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代通信行業(yè)最具前景的方向之一。針對S頻段車載動中通項目需求，由系統(tǒng)指標分解出天線、射頻、轉(zhuǎn)臺指標。天線采用機械掃描加一維有源相控陣形式實現(xiàn)，即使用機械

2、連續(xù)轉(zhuǎn)動方式實現(xiàn)水平方位波束掃描，使用電控移相方式實現(xiàn)俯仰波束掃描。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用空氣耦合微帶層疊天線形式，設(shè)計了一款雙頻左旋圓極化天線。天線采用雙饋點饋電實現(xiàn)左旋圓極化，兩層圓形貼片實現(xiàn)雙頻段匹配，陶瓷電橋搭建小型化功分實現(xiàn)饋電網(wǎng)絡。通過單元天線仿真和優(yōu)化達到指標要求，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了3*4的微帶天線陣列，天線共3排，每排4個天線單元組成一個均勻直線陣，并進行并聯(lián)合路，合路后的3個端口分別與T/R組件連接。經(jīng)

3、過仿真，加工，組裝，測試，微帶天線陣列測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致。此款天線剖面較低，由于該天線采用平面微帶結(jié)構(gòu)，因此其掃描指向增益下降較快。⑵設(shè)計了一款左旋圓極化螺旋天線。螺旋線等間距纏繞在硬質(zhì)POM材質(zhì)上，通過單元天線仿真和優(yōu)化，螺旋天線帶寬覆蓋了雙頻段。對其進行3*4陣列組陣，同空氣耦合微帶層疊天線陣列一樣，天線由3排組成，每排4個螺旋天線單元組成一個直線陣，并進行并聯(lián)合路，1*4合路網(wǎng)絡采用微帶共面波導的方式饋電，3個合路端口分別

4、接T/R組件，天線和饋電網(wǎng)絡一體化設(shè)計。經(jīng)過仿真，組裝，測試，設(shè)計的螺旋天線陣列測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致。螺旋天線本身可以輻射圓極化波，不需要設(shè)計額外的正交饋電網(wǎng)絡，天線重量減輕了80g。由于天線立體螺旋，在低仰角的增益提高了。⑶在陣列設(shè)計的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了車載機電結(jié)合動中通天線。即結(jié)合了機械掃價格低廉，能夠保證波束始終對準衛(wèi)星，收發(fā)效率較高的優(yōu)點，也結(jié)合了相控陣電掃可靠性高，跟蹤衛(wèi)星速度快的優(yōu)點，顯著地提高了車載動中通設(shè)備在急劇顛簸路