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1、应用于海事卫星通信的低剖面变升角螺旋天线设计第28卷2013年2月第1期电波科学学报CHINESEJoURNALOFRADIoSCIENCEV01.28,No.lFebruary,2013文章编号1005—0388(2013)01—0063—05应用于海事卫星通信的低剖血变升角螺旋天线设计傅世强周月房少军曹媛(大连海事大学信息科学技术学院，辽宁大连1—16026)摘要为了满足“动中通”海事卫星通信终端对天线的需求，提出了一种低剖血、变升角螺旋天线的设计方案.天线主体采用铜箔材料制作，利用泡沫塑料支撑，在限定天线高度的情况下，通过改变升角提升天线的圆极化辐
2、射性能；通过调节微带匹配段改善天线的输入阻抗匹配.给出了天线的设计思路，通过大量的电磁仿真计算，最终确定了天线的最优结构,并进行了实物加工和测量.实测结果表明，在海事卫星通信工作频带内，驻波比小于1・12,增益高于9dBi,轴比小于3dB,实测结果与仿真结果具有较好的一致性.该天线具有重量轻、剖面低、易于调谐的特点，为“动屮通”海事卫星通信终端天线阵提供了一种新颖的单元天线结构.关键词海事卫星通信；低剖面；变升角；螺旋天线中图分类号TN823.31文献标志码AhelifOrmarngZHOUYueFANGSh((WZegeD,J咒厂Drmn£io雄Sc卵
3、dT_曲挖ofogj,,DnZ缸竹M&r溉me%。i伽”曲，DnZ缸nL缸。咒i理g1160tractlnordertometcom—on—the—moveformaritimesonterminals,ndvaria——b1tennaisprr•Theroposedansupportbyfoam.Uriab1emunicaaojunCiP,1fP口6,吼i咒n)edeman、IVI)antcommunnof1owpg1eofhthispaadeofconderthenaheigarpo1arncedbychan—gingthepitchangleand
4、theinputimpedancematchingisimprovedbyripshodantegiven,antheignedantenfabred>ThemeaommuneVSWRin1•12,itsan9dBi,andtowen3dB•Theexgoodagreeaharot&desanovel收稿Fl期：2012-0资助项目：国家自然科学基金（610044）；交通运输部交5-030）；屮央高校通应用基础研究项冃（2010-329—2基本科研业务费专项（2011QN026）；辽宁省教育厅一般项目（L2012171）资助联系人：傅世强E.mai1：f
5、ushq@d1万方数据64电forS0TM波科学学报第28卷Structureantennaarray•1nmaritimesate11itecommunicationapp1ications・Keywordsmaritimesate11itecommunication；1owprofi1e；variablepitchangle；heIica1antenna引言海事卫星通信是目前世界上唯一能为海陆空用据耍求将天线总高度限制在5cm以内，工作频段660・5MHz,中心频率1593MHz・户提供全球、全天候、全方位的卫星移动通信和遇险安全通信的通信系统.第四
6、代海事卫星通信宽带全球区域网（BGAN）［11业务吸取、兼容了3G的通信优势，在卫星通信中结合了便携移动、宽带、网络通信的需求，为用户提供速率高达492Kbps的移动宽带服务•该业务在中国投入使用以來，在我国边远地区通信和应急通信领域发挥了巨大作用.近年来，“动屮通”海事卫星通信需求旺盛、发展迅速，具有极大的应用前景.为了满足“动中通”卫星通信对终端设备的特殊要求，需要终端天线具有低剖面、轻重量、高增益、宽频带等特点［2］・螺旋天线最早由Kraus提岀，主要存在法向和轴向两种辐射模式［3］・轴向模螺旋天线由于具冇宽频带、高增益和低轴比的特点，使其在卫星通
7、信中得到了广泛应用n］•许多学者对轴向模螺旋天线进行了大量的分析和试验研究.文献［5］给出了优化设计传统螺旋天线的参考数据和图表，一般而言，首先根据设计频率，选择合适的周长和螺距，然后通过增加螺旋数来提高增益，这样势必会让天线高度增大；文献则对传统螺旋天线进行改进，提出了新型中馈轴向螺旋天线，实现了双向辐射特性；文献［7］通过研究螺旋天线上的电流分布，提出在电流的节点处截断，釆用少数圈螺旋结构能够降低天线高度；为了改善天线圆极化辐射特性，文献】8］提出了指数渐变螺距的天线结构，相类似，文献［9］也提到采用变升角的方法，可以改善轴向模螺旋天线的增益，但也仅
8、是分析了正升角对天线影响，没有给出负升角的情况；在变升角的基础上，文献[10]提
