最新星载天线发展之路教学讲义ppt.ppt

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1、星载天线发展之路目录CONTENTS多波束天线全向波束天线赋形天线星载天线未来趋势星载天线背景Part1绪论1-1卫星通信历史1-2星载天线定义1-3星载天线价值各国首发卫星第一代星载天线总结第一代卫星系统各方面技术都是起步阶段，所以卫星上携带的无线设备都是最简单基本的，搭载的天线大多采用的鞭状天线和双偶极天线，都是简单的线状天线。其长度一般为工作波长的四分之一或二分之一。主要优点是：结构简单，使用方便，全方向性。之后各国的探空之旅迅速的发展，尤其美国率先开始了卫星系统中各方面技术的研发，天线技术也有了很大突破。Part2多波束反射面天线2-1反射面天线

2、2-2产生方式2-3不同频段应用频率复用提高容量抗干扰强波束形成波束重构波束扫描使用窄波束使增益提高频谱利用率提高覆盖区域大波束可调控灵活性强地面设备小型化节约了生产成本多波束天线多波束天线是应近代卫星通信容量的快速增长及多目标区域通信的发展需求而出现的，它向空间辐射的电磁波由多个点波束组成，并且每一个波束都有一个对应的输入(输出)通道。通信卫星上采用多点波束天线技术可以通过空间隔离来实现多次频率复用和极化复用，从而成倍地提高通信卫星容量，成为第一代卫星通信以后星载天线领域研究的重点方向。2101结构组成反射面一般采用抛物反射面,为避免馈源的阻挡及馈源和

3、反射面间的相互藕合,多采用偏馈反射面系统。由偏馈的抛物面和位于焦点处的馈源阵组成,反射面处于馈源的远场区。02工作原理在这种天线中,多个馈源照射单一反射面,从而在服务区内形成多个子波束。通过调整子波束的排列方式及各馈源的激励系数,就可以使合成波束对于所覆盖的特定服务区域赋形。反射面多波束天线反射面天线与相控阵天线、透镜天线相比，具有重量轻、结构简单、设计技术成熟、性能优良等优点。为了在星上产生更多高增益低副瓣的点波束，通常需要电大口径的星载天线，而反射面则是之前实现多波束这一性能的最佳方案.反射面多波束天线的馈源通常由多个喇叭单元组成，其波束的形成方式可

4、分为基本型成束法和增强型成束法.01SFB02MFB基本型成束法，国际上也称每束单馈源(SingleFeedperBeam，SFB)增强型成束法，国际上也称每束多馈源(MultipleFeedperBeam，MFB)反射面天线的多波束形成方案SFBSFB是一种最直接最简单的成束方式，每个从天线口径中辐射出来的点波束都是由一个特定的馈源照射一块反射面后形成的基本成束法01原理02结构04缺点03优点SFB四色复用波束形成方案所需要的反射面数量较多费用大，在通过多块反射面来实现多色复用时，需要在卫星表面占据较大的空间，对安装精度和异步展开精度要求高，而波束指

5、向性却相对差，并且难以实现波束重构SFB01原理02结构SFB01原理02结构SFB01原理辐射效率高，便于同时生成数量较多的点波束，馈电方便，相邻波束间具有较好的共极化和交叉极化特性，并且可以收发共用02结构01原理04缺点03优点SFBMFBMFB采用馈源阵列模式排布，通过波束形成网络向阵列单元激励所需的振幅和相位，以形成不同形状的多波束，单个反射面便能实现波束间的隔离和波束赋形增强成束法02结构04缺点03优点MFB四色复用波束形成方案便于对波束数目和形状进行灵活控制，对于不规则区域的覆盖具有明显优势，节约卫星表面空间，安装相对方便，且各波束的指向

6、误差相对较小MFB所需要的馈源单元数量通常是SFB所需的数倍，使得馈电网络要比SFB成束方式复杂01原理02结构不同频段反射面天线的波束形成方案选择SFB/MFBL/S两个频段多波束天线通常采用MFB的成束方式Ku/Ka频段，SFB和MFB成束方式均适合表面空间足够的通信卫星考虑馈电难度，SFB适合安装空间有限、有极化复用要求的，MFB适合不同频段反射面天线的波束形成方案的应用实例Alphasat-I-XL的馈源阵(尺寸2.5m×2.5m×0.6m)不同反射面天线波束形成方案应用Part3星载相控阵天线3-1特点分类3-2波束形成3-3未来趋势相控阵天线

7、可以通过对相位和幅度的调整来实现对波束形状的改变，波束扫描，以及波束间功率的分配，通过电子手段使得波束旋转实现扫描而不是机械式的改变天线的架设结构。通过使用自适应调零的抗干扰技术，可以大大提高通信卫星的空间生存能力。此外，相控阵天线相对于反射面天线来说，具有低轮廓的特性，便于卫星的发射。01无源相控阵天线02有源相控阵天线星载无源相控阵天线Passivenetworks星载有源相控阵天线activenetworks星载多波束相控阵天线VS“无源相控阵”“有源相控阵”无源和有源相控阵原理有源相控阵天线的每个辐射单元都与一个T/Ｒ模块及移相器功率、放大器一一

8、对应，通过控制移相器和T/R，可改变单元天线辐射场的幅度和相位。无源相控阵天线仅