卫星通信阵列天线技术-杜彪.ppt
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1、卫星通信阵列天线技术,中国电子科技集团公司第五十四研究所 2014年10月,主讲人:杜 彪,内部,2014-10-12,1,主要内容,2014-10-12,2,主要内容,2014-10-12,3,概 述,在移动载体上,随时随地与卫星通信,已成为军民两用应急通信、实时通信的主要通信手段 卫星移动通信系统的关键技术之一是天线技术,动中通天线技术是近些年研究热点之一。 动中通天线型式:反射面天线、透镜天线、阵列天线。,卫星移动通信,1、卫星通信阵列天线应用背景,2014-10-12,4,移动载体:汽车、舰船、飞机、导弹等平台。,2014-10-12,5,1、卫星通信阵列天线应用背景,概 述,2、动中
2、通阵列天线发展过程,2006年,以色列RaySat公司推出多组片平板阵列天线;2010年,单片:E7000 2009年,以色列Starling公司研制出平板阵列天线系列产品; 2010年,国内中国电科54所研制出了车载低轮廓Ku频段0.6米平板阵列天线; 2014年,国内中国电科54所研制出了S频段二维相控阵天线。,2014-10-12,6,概 述,主要内容,2014-10-12,7,1、阵列天线概念,卫星通信阵列天线简介,阵列天线是指多个单元天线在一个平面或曲面上,按照一定的规律或随机分布进行布局排列,并通过馈电网络进行信号合成的天线型式。 单元型式:微带贴片、波导口、缝隙、对称阵子、螺旋等
3、。 阵列天线方向图主要由单元方向图和阵列因子的乘积决定。,阵列天线方向图计算公式:,2014-10-12,8,2、阵列天线分类,机械扫描阵列天线 平面波导阵列天线、微带阵列天线等 天线单元直接馈电网络合成后接放大器 机电混扫天线 一维有源相控阵天线、多组片天线等 两维相控阵天线 低剖面共形相控阵天线、宽带相控阵天线等 天线单元直接T/R组件,再通过网络合成。,2014-10-12,9,卫星通信阵列天线简介,3、跟踪体制选择,程序跟踪 开环跟踪,跟踪精度较低,可作为初始捕获。 步进跟踪 最大值跟踪,不适合快速移动的天线系统。 电子波束扫描跟踪 波束跟踪迅速,跟踪精度较高,多和机械扫描相结合。 单
4、脉冲跟踪 零值跟踪,跟踪精度高,结构复杂,成本高。,2014-10-12,10,卫星通信阵列天线简介,主要内容,2014-10-12,11,卫星通信阵列天线研究现状,StarCar机载平板天线-MijetLite,1、机械扫描阵列天线,2014-10-12,12,MIJET天线,Ku频段平板天线,现应用于波音737、空客等飞机。,工作频率:Ku 采用平面波导阵列天线 微带和波导混合馈电网络 EIRP:44dBW G/T值:11dB/K 高度190mm;重量27Kg,工作频率:Ku频段 等效口径:0.45m 采用多组片子阵合成技术 EIRP:42dBW G/T值: 11dB/K 跟踪模式:惯导模
5、块GPS和机械波束扫描跟踪 高度150mm,重量50Kg,K/Ka等频段平板天线,2014-10-12,13,机载点对点卫通天线整机图,K频段和X频段平面阵列天线,采用分置的两片平板缝隙天线 采用两维机扫的方式 K波段(20GHz)接收,G/T值0dBK Ka频段(30GHz) 发射,增益30dBi,工作频段为X波段 天线形式为波导缝隙阵列 接收增益27dB,发射增益28dB 实现收发共用且双圆极化信号形式 整机高度304mm,天线高度254mm; 天线直径820mm,美国,卫星通信阵列天线研究现状,1、机械扫描阵列天线,2014-10-12,14,平面阵列天线StealthRay系列,Ste
6、althRayTM 5000内部排布,E7000天线,Ku 频段 收发微带阵列天线分置 两维机扫 接收G/T值7dB/K 发射EIRP值43.6dBW 天线尺寸:1150900210mm3,等效口径:0.6m 一片波导阵列,收发共用 增益:发36dB ,收35dB G/T值:13dB/K EIRP值:52dBW 尺寸:1300 300 mm3,卫星通信阵列天线研究现状,1、机械扫描阵列天线,2014-10-12,15,工作频段:Ku/Ka频段 天线形式:平板阵列天线 天线增益:等效0.6米天线 体积:1350mm320mm 跟踪方式:电子波束扫描跟踪,多种频段、多种口径平板阵列系列天线,CTI
7、-CM60-Ku2304型动中通天线,工作频率:Ku 波导单元,波导、带线混合馈电 收发增益:均大于36.5dB G/T值:13.0dB/K 跟踪方式:电子波束扫描跟踪 双线极化自动极化调整,CTI-CM60-Ku/Ka2304 型动中通天线,卫星通信阵列天线研究现状,1、机械扫描阵列天线,2014-10-12,16,工作频段:Ku频段 平板波导喇叭阵列天线 等效0.9米天线 收发增益大于38.5dB 双线极化,T650低轮廓动中通天线,工作频率:Ku频段 等效0.6米天线 波导喇叭阵列天线 收发增益:均大于35.5dB G/T值:13.0dB/K 双线极化,T900低轮廓动中通天线,卫星通信
8、阵列天线研究现状,1、机械扫描阵列天线,双极化机电混扫天线,2、机电混扫阵列天线,2014-10-12,17,频率:20.6GHz21.2GHz 采用串馈的微带阵列天线 G/T值:5dB/K 交叉极化:20dB 天线倾角40 俯仰扫描范围20-55 阵面高度220mm,直径850mm,接收K频段,发射Ka频段 收发阵面分开 采用并馈的微带阵列天线 方位机扫0-360 俯仰电扫10-80 G/T值=4dB/K,EIRP=38dBW,卫星通信阵列天线研究现状,2014-10-12,18,采用混合机械与电子扫描技术,Ku频段收发共用 行波阵,微带与波导混合馈电 G/T值大于9dB/K 增益大于31d
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