偏置天线设计与分析

多波束天线在卫星通信中主要用于星体上,由于偏焦的各个馈源形成各个单波束,可由馈电网络面电流组合起来,形成一个赋形波束覆盖整个照射区。必要时也可单独使用各个单波束,这样一副天线就有多种工作方式。实现多波束有两种途径,一是通过多波束合成网络来实现一个赋形波束或多个单波束;另一个方法是控制馈源与焦点(O′)的相     

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。     

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。     

基于实数编码遗传算法的多波束天线优化设计

为了在服务区内获得良好的多波束性能,提出了一种新的单口径单馈源多波束天线设计方法。通过采用对反射面进行赋形的方法来解决传统单口径单馈源多波束中交叠增益与旁瓣电平之间的矛盾。在对反射面优化的过程中将反射面的形变量作为优化变量,然后利用实数编码遗传算法对其进行优化从而实现更高的增益和载干比(C/ I)性能。最终利用该算法对一个服务区为某区域的多波束天线进行了优化设计和分析,仿真结果说明了该优化方法的有效性。     

周期结构馈源阵对多波束天线性能的影响

具有周期结构的馈源阵能够最大化实现馈源的共用,并且能够用相干耦合周期结构?波束形成网络(CORPS?BFN)实现.通过设计一种双模圆锥喇叭,按照一定规律进行排布组成馈源阵,结合CORPS?BFN设计思想,得出各馈源阵中每个喇叭的激励系数并进行仿真分析,从而得出与单个馈源相比,周期结构馈源阵能够降低多波束天线副瓣电平的结论.     

一种改进的多焦点抛物反射面设计方法

在国外学者关于多焦点抛物面天线设计思想的基础上,针对多波束天线设计中各馈源位置已知的情况,提出了一种改进的多焦点抛物面天线设计方法。利用其对反射面进行赋形,设计了馈源位于±270 mm,±150 mm,0 mm的五焦点抛物面天线,通过优化基础抛物面加权系数,使得边缘波束与中心波束之间的增益差与标准反射面相比减少了0.76 d Bi和0.2 d Bi,使得覆盖区域内每个波束的增益趋于平均,并且满足低旁瓣的要求。     

非赋形双偏置高性能椭圆波束天线

分析了非赋形双偏置天线产生椭圆波束的机理,将馈源的椭圆波束照射到轮廓线为椭圆形的付反射面上,通过双偏置天线的对称转换原理,主反射面产生椭圆波束.馈源波束由矩形口径的多模喇叭产生,它提供了等化的方向图.给出了馈源及天线的方向图计算公式.实验结果表明,实测方向图基本与理论计算一致.与其他类型的椭圆波束天线相比,本天线加工简单,同时天线效率也较高.     

卫星通信有效载荷用的多波束双频段阶梯反射器天线

本文介绍了一种适用于双频段多波束卫星有效载荷的新型阶梯反射器天线（SAR）。这种SAR系统用于地球同步卫星，可向地球覆盖区产生“平顶”辐射方向图接收波束和高效率高斯方向图发射波束。它综合利用改进后的阶梯反射器天线和双频段高效率馈源喇叭实现高效率多波束天线（MBA），支持通信卫星信号的下行发射和上行接收。已表明SAR可发射接收一组重合点波束，并显著地改善了边缘覆盖增益，提高了复用相同频率信道的波束间同极化隔离度，接收波束对卫星指向误差的反应小，与传统多波束天线相比还减少了反射器数量。     

多波束天线指向的校准

导出了生波束天线的数学模型,综合应用多学科技术制定了天线校准的技术方案并推导了坐标系转换参数的计算公式。实际结果证明,用电子经纬仪测量系统测量天线主面及计算的数据、用CAD模型拟合计算的坐标系转换参数和主面测量点误差,解决了多波束天线主波束指向的校准和大尺寸馈源系统的定位。     

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。     

A multi-beam planar lens antenna for UAV relay datalink

龙伯透镜天线表面放置多个馈源即可在同一频段或跨频段同时产生多个扫描波束跟踪多个目标,针对这一特点,设计了适用于C频段无人机中继数据链的紧凑多波束平板透镜天线。采用矢量球面波函数展开法结合差分进化算法优化设计透镜天线,仿真分析了单个Vivaldi天线照射3层直径160 mm平板透镜天线,天线增益优于传统均匀分层的透镜天线。同时,采用16个Vivaldi天线组成半圆环阵照射平板透镜天线,通过扫描波束的馈电切换,实现宽角范围的多波束覆盖。仿真结果表明:平板透镜天线在宽频带(5.5~9.0 GHz)内具有良好的多波束辐射特性。     

时间同步领域数字多波束天线系统性能评估

针对时间同步领域数字多波束天线系统性能评估的需求,提出了基于比对法的数字多波束天线系统星地时间同步性能评估方法.根据数字多波束天线系统波束合成和多个波束同时跟踪的工作特点,通过每个波束分时星地时间同步的星地钟差比对结果得到多波束的一致性评估,通过与转台式抛物面天线系统的星地时间同步性能的比对完成单个波束的星地时间同步性...     

Ka 波段EBG 天线阵列的仿真与分析

电磁带隙(EBG)天线是一种可以提高天线辐射口径及增益的新型天线,本文首先以FSS 结构作为EBG 反射面,角 锥喇叭作为辐射源,设计了一种可以工作在29.7-30.2GHz,最大增益为23dB 的EBG 天线;其次,研究了7 个喇叭构成六 边形阵列时的阵列特性;最后,将EBG 天线用作单反射面多波束天线的馈源研究了波束的覆盖特性,结果表明,当波束 大小为1.12°时,多波束天线的峰值增益为44.5dB,边缘交叠电平为40.4dB,载干比大于12dB。证明了这种EBG 天线 具有良好的工作性能,为将来小型化反射面多波束天线的设计提供了一种新的思路。     

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。     

收发等波束的双频低副瓣多波束天线

介绍了一种可实现收发波束大小一致的工作于K/Ka频段的低副瓣反射面多波束天线系统。该天线系统采用高效率双频多模喇叭作为馈源,实现了收发频段共用同一反射面,极大地降低了系统的规模。通过对反射面口径场上幅度和相位的分布对天线二次辐射方向图的影响的分析,提出了一种在高频处对反射面引入副瓣照射的方法,从而实现了收发波束大小一致。该天线系统在收发频段均体现了良好的低副瓣、高载干比特性。     

一种基于介质加载的地球覆盖波束天线设计

地球覆盖波束天线为低轨卫星与地面终端之间的数据传输建立了通道,文中研究了一种新型的介质 加载地球覆盖波束天线。基于介质加载的方法,文中提出了一种圆极化地球覆盖波束天线设计,该天线由馈电网 络、馈源和介质三部分组成,介质包括底部圆柱部分和顶部半球部分,馈源集成于介质内部。设计的地球覆盖波束 天线工作在C 波段,轴向0°~64°范围内增益在0 dBic 以上,40°方向增益为5. 2 dBic。天线尺寸紧凑,辐射波束具有 较好的空间截止特性,可满足立方星应用。     

基于数字超表面的低剖面波束控制天线

针对现有透射型超表面剖面高、难以可重构以及波束控制天线体积大的问题,提出一种基于单层数字超表面的波束偏转和宽窄波束切换天线实现方案. 数字超表面由5×7个双方环单元构成,通过在双方环单元中放置一个PIN二极管实现1比特的数字编码. 馈源天线采用具有寄生条带的微带背馈结构,数字超表面置于天线上方0.096λ₀的高度,通过控制每一列PIN二极管的偏置电压实现对天线波束的操控. 天线实测结果表明:在中心工作频率3.6 GHz处,波束偏转范围为0°~ ±45°;窄波束时增益8.5 dBi,宽波束时增益6.7 dBi,同时宽波束天线的3 dB波束宽度约为窄波束天线的两倍, 测试结果与仿真结果吻合较好. 该天线具有低剖面多功能特点,可应用在车载通信和机载通信等多个领域.     

卫视多星站技术

雷达工程中有偏轴扫描的技术方法．其要点是在“抛物面天线或卡塞格伦天线的焦点附近放置多个馈源形成多波束，可用来发现或跟踪多个空间目标”。根据天线的可逆性原理，以上原理则可叙述成为“多个空间目标所发射的多个信号波束．可被放置在抛物面天线或卡塞格伦天线焦点附近的多个馈源所接收。”本法所依据的正是这个原理。     

基片集成波导双极化多波束天线的设计

提出了一种基于基片集成波导技术的双极化多波束天线设计方法,利用Butler矩阵作为波束成型网络,通过激励成对的正交缝隙辐射单元组,实现双极化多波束辐射特性。通过配置正交辐射单元组之间的相位关系为同相或反相,可以分别实现极化共波束和极化独立波束的多波束辐射特性,从而适应不同无线通信场景需求,利用空间波束分集或极化分集方式提升无线通信容量。最终,在X波段给出了一种基于基片集成波导技术的双极化独立波束的多波束天线设计实例,仿真结果表明该天线阻抗带宽为9.64~10.25 GHz,对4个输入端口分别激励时可实现双极化四波束辐射,波束增益为14 dBi,验证了所提出的设计思想和方法。     

基于卫星平面阵列多波束天线波束空间的 自适应调零和干扰源定位技术

 本文建立了卫星平面阵列多波束天线的基本模型,并给出了平面阵列多波束天线的阵元空间和波束空间的基本概念.研究了基于卫星平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术并给出了仿真结果.理论分析和仿真结果表明:基于平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术可以在卫星通信系统中得以应用,可以极大的提高卫星通信系统的抗干扰能力.