一种Ka频段多波束天线设计研究

针对临近空间飞行器测控的需求,提出了一种Ka频段多波束天线。分析了天线的实现形式,讨论了偏馈馈源位置与覆盖区域的关系、焦径比对偏馈波束性能的影响以及副面大小对偏馈波束性能的影响。从中总结了规律,对天线的优化设计有一定的指导意义。     

一种Ka 双频段四口径多波束天线的设计

本文提出了一种应用于Ka 宽带通信卫星收发共用四口径多波束天线的设计,介绍了在波束设计时应考虑的影响因素,详细描述了如何选择天线结构参数和喇叭尺寸,优化了天线的设计参数,最后利用仿真软件Grasp 9 进行了多波束天线的仿真分析,结果表明多波束交叠增益大于40dBi,旁瓣电平小于-23dB,载干比C/I 大于13dB。     

Ka频段馈源多波束引导概率分析

针对临近空间高动态飞行器的角度捕获引导问题,从馈源多波束引导与传统引导存在的差异入手,引入一次检测概率与持续检测概率的概念,并结合分组切换影响,设计给出馈源多波束系统引导概率分析方法。分析得出馈源多波束系统的四次引导概率能够超过99.5%,满足任务要求。该分析方法及给出的结论为Ka频段馈源多波束引导自跟踪的工程建设提供技术支持。     

Ka频段下多波束卫星通信的资源分配

建立Ka频段多波束卫星通信系统模型,提出基于信干噪比（ SINR, Signal to Interference plus NoiseRatio）的功率和载波资源联合自适应分配的算法。对提出的联合分配算法和传统的固定分配算法下通信系统的功率增益、通信满意度、频谱效率性能指标进行仿真以及对比。仿真结果表明,功率和载波联合分配算法的功率增益、通信满意度、频谱效率的值都有所提高并且明显优于传统分配算法,为多波束卫星通信系统资源分配的研究提供一定的理论基础。     

一种Ka频段应答机

本文介绍了一种小型全固态Ka频段应答机,它的研制成功为研制适合航天应用的全固态化毫米波设备提供了经验。     

卫星通信多波束天线综述

多波束天线广泛应用于各种卫星通信系统,本文综述卫星通信多波束天线的有关问题,比较了各种方案的优缺点, 指出了有待研究的有关课题.     

一种Ka频段高效率圆极化宽角扫描波导缝隙相控阵天线

该文提出一种新型小尺寸、低剖面、“f”字型波导缝隙圆极化器,高度仅1/6波长,宽度约2/5波长。基于该圆极化器,设计了一种高效率、低剖面、圆极化脊波导缝隙线阵天线。为满足空间应用中对轻质、高效率、圆极化、±60°宽角扫描相控阵天线的需求,采用该线阵天线作为阵元设计、仿真并实现了16阵元Ka频段脊波导缝隙相控阵天线。仿真和实测结果表明,该相控阵天线可实现1维±60°宽角扫描。在扫描角范围内,相控阵天线的轴比小于4.1 dB,增益下降小于4.3 dB。在0°扫描角工作时,天线的实测增益为35.9 dBi,辐射效率接近85%。     

一种Ka频段高效率圆极化宽角扫描波导缝隙相控阵天线

该文提出一种新型小尺寸、低剖面、"f"字型波导缝隙圆极化器,高度仅1/6波长,宽度约2/5波长.基于该圆极化器,设计了一种高效率、低剖面、圆极化脊波导缝隙线阵天线.为满足空间应用中对轻质、高效率、圆极化、±60°宽角扫描相控阵天线的需求,采用该线阵天线作为阵元设计、仿真并实现了16阵元Ka频段脊波导缝隙相控阵天线.仿真和实测结果表明,该相控阵天线可实现1维±60°宽角扫描.在扫描角范围内,相控阵天线的轴比小于4.1 dB,增益下降小于4.3 dB.在0°扫描角工作时,天线的实测增益为35.9 dBi,辐射效率接近85％.     

Ka/Ku频段多波束天线研究

文章主要介绍Ka/Ku频段复合多波束天线,采用模拟多波束体制,通过4组移相器分别控制4个独立波束,实现4个波束实时跟踪卫星。实验证明,通过混合布阵减小天线尺寸,可在较小的空间内实现双频段。     

Ka频段宽带双口双模馈源设计

针对卡塞格伦天线系统对馈源的要求,设计了一种Ka频段双口双模馈源,可与X频段馈源组合成体积较小的双频段馈源。采用圆环状的和差比较器结构,降低了双频段馈源的体积,通过添加过渡阶梯、圆柱销钉与金属调配板等设计,改善了双频段馈源的性能。测试结果表明,在绝对带宽2 GHz范围内,S和口、E差口与H差口驻波比均小于2,3个端口间的隔离度均大于25 dB。测试频率的和方向图在±60°时的归一化增益均在-14~-20 dB范围内,初级归一化和方向图的对称性较理想,差方向图的零值深度均小于-25 dB,满足卡塞格伦天线对馈源设计的指标要求。     

用多波束提高四喇叭单脉冲天线的搜索性能

提出了四喇叭单脉冲抛物面天线和多波束抛物面天线共用一个抛物面来提高四喇叭单脉冲抛物面天线的搜索性能。计算了个实例,该多波束抛物面天线的波束扫描角达22.78°、口径直径为53.33λ(λ=0.03 m)、馈源方向图为cosθ、增益比原四喇叭和波束下降4 dB左右。     

基于极小极大值算法的多波束天线优化设计*

为了以多个性能近似一致的点波束覆盖服务区,提出了一种新型赋形多波束天线设计方法。优化过程中将天线口径投影面内的相位分布和各个馈源的位置作为优化变量,然后以不同位置波束的增益和旁瓣作为目标函数,最后利用极小极大值算法获得高增益低旁瓣多波束覆盖。数值仿真结果表明了优化设计的有效性,解决了传统标准单口径单馈源多波束天线旁瓣电平高、波束交叠增益低的问题。     

新型Ka频段宽角扫描圆极化相控阵天线

提出了一种新型的Ka频段圆极化相控阵天线。天线单元以单馈电开槽贴片天线为基础实现圆极化,通过微带贴片表面加载介质和辅助辐射器,展宽了天线波束宽度并优化了单元轴比。以该天线为阵列单元,采用顺序旋转布阵技术优化得到的2×2子阵,其辐射方向图具有良好的旋转对称性,由该子阵扩展形成的相控阵天线,有效地实现了圆极化宽角扫描特性。以8×8矩形阵列为例,仿真分析了此类二维相控阵天线波束扫描过程中的方向图和极化特性。研究结果表明,天线在工作频段内可实现方位360°、俯仰±60°扫描,扫描范围内天线增益波动和轴比均小于3 dB,同时该天线具有低剖面（高度尺寸为0.08λ0,λ0为空气介质波长）、结构简单、易于加工和集成等特点,非常适合小型化或一体化相控阵天线系统应用。     

卫星多波束天线技术的发展

本文综述了欧洲卫星多波束天线发展的新技术 ,对各种多波束反射面天线或阵列天线的反射面、馈源、波束成形网络、辐射贴片等的新理论、新技术、新应用作了述评。     

抛物环面天线增益和旁瓣特性的研究

本文给出了抛物环面天线的参数方程和辐射场公式。利用给出的公式研究了抛物环面天线的增益和旁瓣特性。最后，对一个实际天线的方向图进行了理论计算，与测量值比较，两者吻合得很好，从而验证了理论分析和计算的正确性。     

用于室内无线通信的新型多波束天线阵列

本文提出了一种低剖面、低成本的多波束天线阵列的设计方法。与传统的切换多波束天线设计相比,新设计可以在不切换的情况下同时实现多个波束。多波束由一个简单的馈电网络实现,馈电网络的激励分配由最大功率传输效率法和加权对角矩阵确定。通过调整测试接收天线的加权系数,可以实现8个方向不同辐射强度的多个波束。天线的工作中心频率为5.8 GHz,天线系统主要由辐射部分和馈电部分组成,分别置于两个不同的堆叠基板上,通过同轴馈电。利用八波束共存的优势,可提供全面覆盖和改进链路预算,适用于双向隧道或室内使用的无线通信系统。     

波束波导馈电的新型偏置近场卡塞格伦天线

提出一种新型偏置近场卡塞格伦天线,天线的主副镜均由具有圆口径的抛物面镜构成,给出了主副镜的几何参数和设计方程。采用非传统且适应高功率应用的波束波导进行馈电,天线系统（含波束波导）采用了几何光学和去极化的设计方法。根据照射锥削角和高斯束腰设计了方向图圆周对称的波纹喇叭馈源。在此馈源喇叭的基础上,根据高斯波束法得到波束波导各镜面尺寸。采用物理绕射理论对一个设计实例的方向图进行分析,证明该天线系统具有极低的交叉极化电平和旁瓣电平。     

馈源阵面排列对偏置多波束天线特性的影响

以３７单元馈源阵为例,就用于卫星移动通信系统中的偏置多波束天线进行分析探讨：在原有两种馈源阵阵面排列形式的基础上,又提出了第三种排列形式,即馈源阵的球面排列形式,并对这三种形式下偏置多波束天线的远场特征进行了计算比较,得出了一些有益的结论;另外,将馈源阵阵面适当地偏离焦点也可使多波束天线的远场特性得以改善。