紧凑型Ka频段TE21模圆极化合成网络研究设计

针对深空测控系统的馈源整体制冷应用背景,为满足其小型化、轻量化结构要求,基于TE21模跟踪器差模耦合理论和3d B定向耦合器圆极化合成原理,在传统Ka频段波导差模圆极化合成网络基础上,结合空气带状线差模圆极化合成网络的分层设计思路,通过理论计算和采用HFSS高频电磁仿真软件计算的方法,设计了一种Ka频段紧凑型波导TE21模圆极化合成网络。其结构尺寸为馈源直径60mm,馈源长度250mm,较传统网络分别缩减60%和38%。常温和超低温环境中测试结果为电压驻波比小于1.5,端口隔离度大于19d B,差模方向图零深大于35d B,新的紧凑型馈源网络适应超低温工作环境。     

卫星通信天线馈源吹雨系统的应用

<正>0引言现阶段,C、Ku波段卫星通信广泛应用于国内无线通信、国际通信及应急通信等重要领域。现代卫星通信天线的口面场分布函数是对天线高增益和低旁瓣特性、低天线噪声温度折衷的结果,口面场分布函数的幅度和相位越均匀,天线的增益越高。天线馈源及主反射面凹凸不平的积雪对电磁波将产生强弱不同的散射和吸收,严重破坏卫星天线口面场分布函数的均匀性,大大降低天线增益,同时也增大了天线的噪声温度,上行链路的EIRP值或接收系统的G/T值均会因     

一种多频宽带多模馈源的设计

为满足工程需求、实现天线的多频收发共用性能,文中基于模式匹配法设计了一款新型的多频宽带 多模馈源。该馈源集S/ X/ Ka 频段于一体,其中X/ Ka 多频段馈源采用新型的X/ Ka 宽带多模喇叭及X/ Ka、Ka/ Ka 频段宽带分波器。与已有的常规馈源相比,该馈源在Ka 频段拓展了带宽,带宽达到57%,在天线应用中各频段辐射 效率也大幅提高。采用模式匹配法进行设计,大大缩短了设计时间并保证了设计精度。该多模馈源喇叭对加工精 度要求不高,易于制造,在Ka 频段有很大优势。目前该馈源已应用于工程中,各项性能指标均优良。     

基于介质波导混合模式的双频馈源喇叭天线

随着大型反射面天线技术的不断发展,天线系统对设备功能的多样化与一体化提出了更高的要求,馈源作为大型反射面天线的核心,其性能决定了反射面天线整体特性。文章基于介质波导混合模式提出了一种介质加载双频馈源喇叭天线,工作于X(7.25~7.75 GHz) / Ka(21~22 GHz)频段。利用特征值理论求解双层介质波导中电磁场表达式,通过改变双层介质波导拓扑结构,形成表面波态的混合模式HE₁₁。在X频段由于喇叭口径小,形成了E面H面等化的方向图;在Ka频段,通过改变介质锥形状,形成类似点源辐射,也形成了E面H面等化、交叉极化低的方向图。对该馈源进行加工并测试,测试方向图与仿真结果较为吻合。将该馈源应用于卫星地面接收系统的13 m环焦反射面天线,经验证,该天线在工作频段口面效率均≥60%。     

走向深空--测控通信的发展方向

介绍了深空测控通信的基本技术问题，分析了深空测控通信的特点，对其前沿技术进行了探讨，包括极微弱信号的接收技术、超低噪声接收技术、巨型波导波束天线及其组阵技术、极低码速率数传、极窄带锁相接收、极限纠错编码、深空定轨、深空应答机、站间联结干涉仪、超高稳定原子钟、工作频段向Ka和光通信频段发展等。     

Ka宽频带卫星通信馈源系统

作为下一代Ka频段卫星通信系统的关键天馈设备,新研制了一种高性能Ka宽频带卫星通信地球站四端口圆极化馈源系统,文章介绍了该馈源系统的方案特点及关键部件的选取原则,并给出实测结果。测试结果表明馈源系统在19.2~21.2 GHz的接收频带、29.0~31.0 GHz的发射频带内具有优良的性能,轴比小于0.5 dB、回波损失小于-21 dB,整体技术指标达到了国际先进水平。     

卫星广播接收装置的G/T直接测定法

本文着重介绍一种不需要断开天线和接收机,直接测量卫星广播接收装置性能指数——G/T值的新方法。以前G/T的测量方法是分别测量天线的增益G和接收装置的噪声温度T之后计算得出的,但这种方法对于最近市场上出售的天线与高频头一体化型接收装置的G/T值测量就无法采用了。采用本文介绍的直接测量方法,可以实现G/T的直接测量。这种测量方法,不受测量系统噪声带宽特性的影响,又因为天线的电压驻波比(VSWR)对G/T值中G和T的影响是同样存在的,所以测量精度要比以前的方法高一些。本文介绍了测量原理、测量要点、测量误差及其消除方法,给出了实验结果。直接测量法和分别测量法所得到的结果,可以满足到0.4dB精度以内。     

S/Ka频段测控通信系统设计及关键技术分析

分析了S/Ka频段测控通信系统的组成、运行模式、天/地基测控体制兼容性设计,讨论了窄波束天线的角捕获与跟踪、Ka频段信道及功放、高速调制解调、跳/扩频测控等关键技术,并给出了解决措施.分析计算和实物测试的结果证明系统设计方案有效可行.     

一种Ka频段宽频带90&#176;电桥

给出了一种结构简单的90&#176;电桥方案,可应用在Ka宽频段卫星通信圆极化馈源系统的接收通路中。这种电桥由2个宽边并列放置的波导通过窄壁耦合构成,采用多级阶梯匹配,不需容性加载调配元件,在ka频段2GHz接收频带内两输出端口相位差90&#176;&#177;0．2&#176;,幅度误差小于0．15dB,回波损耗优于-30dB。已成功应用于一种宽频带Ka段段卫星通信馈源中,馈源系统实测轴比优于0．35dB。     

卫星广播接收机G/T直接测定法

卫星广播如今已变为广播通信中主要的方法之一.世界各国都在努力为用户研制生产价格低廉的接收机和天线.其中,由集成电路构成的集成天线接收系统,省去了天线和接收机之间的许多连接法兰和传输线,具有很大的吸引力.地面接收系统性能的优劣是用接收天线的增益(G)和接收系统的等效噪声温度(T)的比值('/全)来表征的。G/望称为地面站接收性奋能指数或品质因数。卫星地面站的口/少值可由分别六洲定的夭线增益     

Ka频段大口径天线阵系统及关键技术

地基直接深空测控通信/深空探测难题均在于长达数亿公里的超远距离带来的巨大传输损耗。提出了基于Ka频段分布式大口径天线阵的地基直接测控通信/深空探测设想，探讨了其应用模式及工作机理，对其中共同的关键技术Ka频段上行超大功率空间合成给出了解决措施，具体包括设备自身的ps量级时延稳定性设计、对流层延迟ps量级实时修正、空间传输距离的ps量级预测等。     

Ground antennas in NASA's deep space telecommunications

Ground antennas are the major visible components of NASA's Deep Space Network (DSN). The role, key characteristics, and performance of these antennas in deep-space telecommunications are described. The system analyses and tradeoffs to optimize the overall ground-to-spacecraft link and to define future missions are elaborated from an antenna perspective. Overall performance of receiving systems is compared using the widely accepted G/T figure-of-merit, i.e., net antenna gain divided by the operating system noise temperature. Performance of past, present, and future antennas and receiving systems is discussed, including the planned development of a world-wide network of 34-m diameter beam-waveguide antennas. The need for multifrequency operation, presently in the S- and X-bands, and in the future in the Ka-band, is discussed. The resulting requirements placed on antenna technology are highlighted. Beam-waveguide antenna performance to further improve performance and operational advantages is discussed     

S/X/Ka频段天伺馈系统关键技术分析

采用Ka频段进行星地数据传输是解决数据传输频带资源紧张的有效技术途径,将成为星地数据传输的发展方向。针对目前国内外对S/X/Ka地面接收系统缺乏深入的技术研究和工程化产品的问题,分析研究了S/X/Ka天伺馈系统的关键技术,提出了主要技术指标需求及关键技术实现途径。研究结果可为系统的设计、研制加工等提供技术参考。     

深空测控系统1 Hz低相噪频率合成技术

针对深空测控系统高精度测量对于信道附加相噪的要求,采用直接数字频率合成（DDS）正交调制方法设计频率综合器。通过巧妙的试验和外推方法,择优选取电压型鉴相器,在锁相环相噪模型的基础上,全面分析各部分相噪的贡献,综合设计环路带宽,有效控制附加相噪,实现低相噪频综器最理想的目标,即环路带内的相噪完全由参考决定,带外的相噪由压控振荡器（VCO）决定,并采用两源互比的方法完成1 Hz极低相位噪声的测试,测试结果为-73 dBc/Hz,与设计结果完全一致。该方法对于测控站极低相噪的设计具有一定参考价值。     

深空测控系统跟踪接收机射电星校相的可行性分析

在深空测控系统的实际应用中,由于其天线口径大等原因,面临着角跟踪系统和差通道相位一致性需要在无塔条件下校准的关键技术难题.基于利用射电星校相的解决思路,首先通过分析确定了设计实现方案,并针对射电星信号的特点,结合具体的设计实现对其进行了理论分析,最后给出了实验验证结果.实验证明了射电星校相的可行性,这将对深空测控系统的应用具有非常重要的指导意义.     

G/T predictions of communication satellites based on a new earth brightness model

The G/T predictions of communications satellites in the past usually stipulated that an antenna noise temperature of 290 K be used in the calculations. This, when compared to in-orbit derived data, has resulted in large discrepancies (up to 3 dB). These discrepancies result directly from the use of a pessimistic value of the antenna noise temperature. The actual antenna noise temperature is lower because a portion of the spacecraft receive antenna pattern falls in deep space and because the brightness temperatures of large parts of the Earth are lower than 290 K. This discrepancy has become more apparent as technology of low noise amplifiers advances, thus making the antenna temperature the predominant factor when budgeting the system noise temperature of the spacecraft. This paper focuses on a model to determine the antenna noise temperature and especially how this model was directly verified in orbit during the acceptance campaign of EUTELSAT II-F6 (Hot Bird 1). The methodology used for the determination of the integrated antenna temperature is also fully discussed. Full results are also presented.     

应用于毫米波无线接收系统的高集成化LTCC AIP设计

介绍了一种基于低温共烧陶瓷工艺的新型高度集成毫米波无源接收前端,该前端由阵列天线、馈电网络和带通滤波器构成.上述无源器件以天线集成封装方式经过一体化设计,并应用于毫米波无线系统.首先,设计了2×2线极化空气腔阵列天线,通过采用新颖的内埋空气腔体结构,使天线最大增益提高了2.9 dB.其次,将具有双层谐振结构的三阶小型化发卡型带通滤波器和天线馈电网络进行一体化设计.该滤波器测试结果显示:插入损耗为1.9dB,3 dB相对带宽为8.1％(中心频率为34 GHz).最后将上述天线和滤波网络进行一体化设计,实现了三维无线接收前端.在集成结构中,通过采用金属柱栅栏抑制了寄生模式.测试结果显示天线最大增益可达14.3dB,通过集成滤波馈电网络,其阻抗带宽为2.8 GHz.该新型一体化集成前端系统具有良好的射频性能,可作为全集成无源前端应用于Ka波段无线系统中.     

一种紧凑型双圆极化有源接收天线设计

设计了一种S波段紧凑型双圆极化有源接收天线,该有源接收天线将微带贴片天线与90°混合电桥、低噪声放大器集成设计,既实现了有源天线的整体小型化又提高了各器件间的连接效率;并通过背馈玻璃绝缘子和一种半差分的方式馈电,在改善微带贴片天线方向图对称性的同时,简化了传统差分式馈电的复杂结构.仿真和实测结果表明,该有源接收天线在2.2~2.3 GHz内端口驻波比小于1.47,噪声系数小于0.73 dB,主瓣内轴比小于2.4 dB,G/T值大于-13.9 dB/K,与已有公开文献的有源接收单元天线相比,在保持结构紧凑的同时,其G/T值有较大幅度提升.     

Efficiency calculation of feed structures and optimum number of antenna elements in a subarray for highest G/T

For an antenna array, different feed structure topologies may yield the same radiation characteristics. However, different topologies may result in different efficiency and noise performance. In this paper, parallel arm antenna arrays are analyzed for efficiency and noise temperature using the noise equivalent line length method (NELL) with the number of antenna elements in a subarray as a parameter. It is shown that efficiency of an antenna array feed structure as well as its noise temperature can be calculated using the NELL method. The comparison of the two parameters, efficiency and noise temperature, yield the optimum number of antenna elements in a subarray of a parallel arm antenna array for the highest G/T ratio.