动中通卫星通信天线_白徐祥
Ku频段低剖面_动中通_卫星天线技术综述_项阳
为了克服上述 问 题，需 要 对 切 割
后环焦 反 射 面 天 线 的 主 面 和 副 面 进
行赋形修正，形成 椭 圆 波 束 变 焦 距 环
焦天线。主要设计 思 路 为：先 由 主 面
椭圆轮 廓 的 长 短 轴 确 定 副 面 的 长 短
轴，在此 基 础 上，选 取 副 面 长 短 轴 之
间的过 渡 函 数，确 定 副 面 几 何 方 程。
３．Ｕｎｉｔ ７８０４６ｏｆ ＰＬＡ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００１１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｋｕ ｂａｎｄ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍｉｌｉｔａｒｙ ａｎｄ ｃｉｖｉｌｉａｎ ｆｉｅｌｄｓ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｖｏｉｃｅ，ｄａｔａ，ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ａｎｄ ｖｉｄｅｏ．Ｔｈｅ Ｋｕ ｂａｎｄ ｍｏｂｉｌｅ ａｎｔｅｎｎａ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｇａｉｎ ａｎｄ ｎａｒｒｏｗ ｂｅａｍｗｉｔｈ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｐｒｏｆｏｕｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｙｓ－ ｔｅｍ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｓｅｖｅｒａｌ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｋｕ ｂａｎｄ ａｎｔｅｎｎａｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｖｅ ｗｅｒｅ ｇｉｖｅｎ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｇｉｖｅｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｎａ－ ｌｙｚｅｄ．
0.6米动中通天线技术指标东方红卫星
0.6米Ku波段低高度动中通天线1.概述DGTX-600D型0.6米Ku波段动中通卫星通信天线是针对应急移动宽带通信需求，严格按军标标准开发的高性能、低高度的动中通卫星通信天线，天线的低轮廓特性很好地解决了运动载体对天线安装高度的严格限制。
天线系统采用三轴陀螺惯导跟踪与卫星信标跟踪相结合的混合跟踪方式，具有抗颠簸能力强、遮挡恢复快、跟踪精度高的优点，最大支持4MHz通信带宽(跟使用卫星有关)，天线适用于国内、外全部Ku波段的通信卫星。
2.产品照片3.技术指标4.1电性能指标●工作频率发射14～14.5GHz接收12.25～12.75GHz●天线增益发射（14.25GHz）≥ 36.5dBi接收（12.5GHz）≥ 34.7dBi（20°仰角）上行馈线损耗≤0.6dB天线罩损耗≤0.4dB●G/T值≥ 12.4（12.5 GHz） dB/K（天线仰角≥20°，晴空，LNA噪声温度80°K）●极化方式线极化，收发正交●极化角可调范围≥180°●电压驻波比（VSWR）：≤1.35●交叉极化隔离度≥30dB●收、发端口隔离度≥85dB●旁瓣特性第一旁瓣≤ -14 dBi（方位）远旁瓣满足国际电联CCIR-580-4标准●功率容量≥100W●馈源接口收发接口均为BJ-120（WR75）4.2机械性能●天线运动范围方位：360°无限俯仰：20°～75°●天线运动速度、加速度方位：速度≥100°/s ，加速度≥400°/s2俯仰：速度≥100°/s ，加速度≥400°/s2●汽车最大运动速度≤120Km/h●驱动方式电动●极化调整方式自动极化跟踪●天线高度（含天线罩）：275mm●占用车顶面积：212501250mm●天线控制器采用19英寸标准机箱，高度1U●天线总重量: 不大于75Kg4.3天控系统性能●跟踪方式自动跟踪●跟踪精度0.2°●天线静态初始对星时间：小于2分钟●天线运动中初始对星时间：小于2分钟●遮挡再捕获时间：小于3秒（目标遮挡20分钟内）4.4天线控制的主要功能●自动采集载体所处位置的经度、纬度和载体的方向，显示天线的方位角、俯仰角；●能够存储5颗以上卫星的星位参数；●定位采用GPS、北斗二代双模式；●能够根据输入的数据，自动控制天线对准卫星；●具有记忆功能，掉电保护功能；●具有自检功能。
0.6米动中通天线可靠性研制报告
0.6米动中通天线可靠性研制报告V1.0共31页广州市天珩通通信设备有限公司2011年1月拟制：审核：标准化：批准：更改历史页目次1概述 (1)2引用文件 (1)3术语、符号 (1)4设备定义 (1)4.1设备组成 (1)4.2设备任务与功能 (2)4.3设备性能参数及范围 (3)4.4设备物理界限与功能接口 (5)4.5设备寿命剖面和任务剖面 (5)4.6任务成功准则和故障模型 (7)5可靠性和维修性设计 (8)5.1可靠性和维修性指标 (8)5.2可靠性和维修性预计模型 (8)5.3可靠性预计 (9)5.4维修性预计 (16)5.5可靠性分配 (19)5.6维修性分配 (21)5.7可靠性定性设计 (23)5.8维修性设计 (25)6总结 (27)1概述本报告对V60的可靠性设计进行了分析，包括可靠性预计和分配结果，目的是通过分析和设计，达到规定的可靠性要求。
本报告是V60在研制过程中开展可靠性和维修性工作的基本依据。
2引用文件GJB/Z 102-1997 软件可靠性和安全性设计准则GJB/Z 299C-2006 电子设备可靠性预计手册GJB 367A-2001 军用通信设备通用规范GJB 450A-2004 装备可靠性工作通用要求GJB 813-1990 可靠性模型的建立和可靠性预计《武器装备可靠性与维修性管理规定》《武器装备可靠性维修性设计若干要求》《军用综合移动通信系统研制总要求》3术语、符号MTBF──全称是Mean Time Between Failure，即平均故障间隔时间，是可修复产品的一种基本可靠性参数。
度量方法为：在规定的条件下和规定的期间内，产品寿命单位总数与故障总次数之比。
MTBCF──全称是Mean Time Between Critical Failures，即平均严重故障间隔时间，是与任务有关的一种可靠性参数。
其度量方法为：在规定的一系列任务剖面中，产品任务总时间与严重故障总数之比。
动中通卫星通讯天线
动中通卫星通讯天线
佚名
【期刊名称】《《军民两用技术与产品》》
【年(卷),期】2008(000)009
【摘要】中国空间技术研究院针对宽带移动卫星通信研发出CSM系列动中通卫星通讯天线．该天线在随车、船、飞机等载体运动时．可始终高精度对准所使用的同步卫星，保证通信效果。
【总页数】1页(P32)
【正文语种】中文
【中图分类】TN927.2
【相关文献】
1.“动中通”卫星天线的馈源优化设计 [J], 邱鹏
2."动中通"卫星天线跟踪方式和原理 [J], 张毅; 赵春标; 潘良勇
3.一种远程动中通卫星天线的设计与实现 [J], 李凌凌; 刘羽; 林光阳
4.基于AD9361的卫星通信动中通天线 [J], 潘未庄;常桂林;孙平;李振
5.基于相控阵的卫星"动中通"天线现状及展望 [J], 朱杰;赖新权
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船载“动中通”天线用户手册
ver Z12 1.10
北京大唐永盛科技发展有限公司
目录
1 介绍.......................................................................................................................................................1
1.1 目的 ...............................................................................................................................................1 1.2 系统组成 ........................................................................................................................1 1.3 手册主要范围 ...............................................................................................................................2
5.1 安装简要程序 .............................................................................................................................37 5.2 蓝牙初始化 .................................................................................................................................37 5.3 船头偏移量 .................................................................................................................................37 5.4 搜索参数设置 .............................................................................................................................37 5.5 极化零位校准 .............................................................................................................................37 5.6 遮挡区域设置 .............................................................................................................................37 5.7 ACU 陀螺罗经类型.....................................................................................................................37 5.8 PCU 罗经模式 .............................................................................................................................37 5.9 GPS 输出格式&波特率...............................................................................................................37
电子科技集团第39所“动中通”天线系统
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电子科技集团第３
尘 ］ 鳖
统
“ 中通”卫星移 动通 信是指载 体在 动 移动过 程 中仍能通 过 同步 卫星保 持正 常的 通信联 络 。 “ 中通” 除了具有 卫星 通信 动 覆盖 区域广 、不 受地 形地 域 限制 、传 输线 路稳定 可靠 的优 点外 ，真 正实现 了宽带、 移动通 信 的 目的 。其 主要 由卫星 自动 跟踪 系统和 卫星 通信 系统两部 分组成 ，采 用 自 主跟踪 、信 号闭环 等新技术 ， 好 的解决 很 了各种 车辆 、轮船 等移动载 体在 运动 中通 过地球 同步 卫星 ，实时不 断 的传 递语 音、 数据 、高清 晰的动 态视频 图像 、传真 等多 媒体信 息 的难关 ，是通信领 域 的一 次重大 的突破 ，是 当前 卫星通信领 域 需求 旺盛、 发展迅 速 的应用 ， 军 民两个领 域都 有极 在 为广泛 的发展前 景。 中 国 电子 科 技集 团第 ３ 研 究所 是 精 ９ 密天线 系统 专业 化研 究所 。从事 反射 面天 线及天 线控 制系统 的研制 、开发 、设 计及 生产 。产 品可分 别用于卫 星测控 、 飞船测 控 通信 、 卫 星 通信 、微 波 通 信 、移 动 通 信 、数 据通 信 、散射 通信 、遥感 与遥 测数 据接 收、遥控 信 号发 射 、卫星 电视信 号上 行 、卫 星 电视接 收、天体物 理研 究 、深空 探测等领域 。 ３ 所研 制 的 Ｋ 频 段 “ 中通 ”车 载 ９ ｕ 动 式卫通 站 ，是一种载 车行进 运动 状态 下能 够 传输 图像 、话音 、数据信 息 的移动卫 星 通信系 统 。可 以按照 不 同用户 的需要 ，选 用不 同的车 型 ，不 同的通信 设备 配置 、天 线 口径 、业务 类型和 无线接 入方 式 ｉ其中 的关键技 术 ， 可应 用于舰 船 、火车 、飞 还 机 等其它运 动载体的 卫星通信 系统。
0.6米动中通天线技术指标东方红卫星
0.6米动中通天线技术指标东方红卫星-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII0.6米Ku波段低高度动中通天线1.概述DGTX-600D型0.6米Ku波段动中通卫星通信天线是针对应急移动宽带通信需求，严格按军标标准开发的高性能、低高度的动中通卫星通信天线，天线的低轮廓特性很好地解决了运动载体对天线安装高度的严格限制。
天线系统采用三轴陀螺惯导跟踪与卫星信标跟踪相结合的混合跟踪方式，具有抗颠簸能力强、遮挡恢复快、跟踪精度高的优点，最大支持4MHz通信带宽(跟使用卫星有关)，天线适用于国内、外全部Ku波段的通信卫星。
2.产品照片3.技术指标4.1电性能指标●工作频率发射 14～14.5GHz接收12.25～12.75GHz●天线增益发射（14.25GHz）≥ 36.5dBi接收（12.5GHz）≥ 34.7dBi（20°仰角）上行馈线损耗≤0.6dB天线罩损耗≤0.4dB●G/T值≥ 12.4（12.5 GHz） dB/K（天线仰角≥20°，晴空，LNA噪声温度80°K）●极化方式线极化，收发正交●极化角可调范围≥180°●电压驻波比（VSWR）：≤1.35●交叉极化隔离度≥30dB●收、发端口隔离度≥85dB●旁瓣特性第一旁瓣≤ -14 dBi（方位）远旁瓣满足国际电联CCIR-580-4标准●功率容量≥100W●馈源接口收发接口均为BJ-120（WR75）4.2机械性能●天线运动范围方位： 360°无限俯仰： 20°～75°●天线运动速度、加速度方位：速度≥100°/s ，加速度≥400°/s2俯仰：速度≥100°/s ，加速度≥400°/s2●汽车最大运动速度≤120Km/h●驱动方式电动●极化调整方式自动极化跟踪●天线高度（含天线罩）：275mm●占用车顶面积：212501250mm●天线控制器采用19英寸标准机箱，高度1U●天线总重量: 不大于75Kg4.3天控系统性能●跟踪方式自动跟踪●跟踪精度 0.2°●天线静态初始对星时间：小于2分钟●天线运动中初始对星时间：小于2分钟●遮挡再捕获时间：小于3秒（目标遮挡20分钟内）4.4天线控制的主要功能●自动采集载体所处位置的经度、纬度和载体的方向，显示天线的方位角、俯仰角；●能够存储5颗以上卫星的星位参数；●定位采用GPS、北斗二代双模式；●能够根据输入的数据，自动控制天线对准卫星；●具有记忆功能，掉电保护功能；●具有自检功能。
神通型动中通相控阵卫星天线
神通型动中通相控阵卫星天线北方神通,北京,通信技术有限公司神通?型动中通相控阵卫星天线系统产品描述:神通?型Ku卫星双向相控阵天线是国内卫星通信的革命性的、划时代的突破产品，神通?型的超薄(24cm厚度)相控阵天线系统是专为运动载体(飞机、火车、汽车、轮船)的“动中通”实时通信而设计的。
全新理念的天线系统自动搜索、捕获指定的卫星信号，并且在运动载体高速运动过程中，自动控制方位、仰角和极化角，自动跟踪并保持精确指向。
神通?型卫星双向相控阵天线具有非常广泛的应用，特别是应急通信，因为它可以为公共安全部门和第一响应单位提供高速移动的宽带卫星通信链路，不依赖于易受服务中断、自然灾害和人为破坏所影响的地面通信链路。
也由于它不依赖于地面网络，它可以应用于任何需要的领域，特别是那些偏远的、无电信运营商服务覆盖到的地区和专有军事领域。
产品适用领域有:应急体系、军队、武警、公安、国安、消防、交通、能源、环保、自然资源、运输等各行各业。
系统组成:神通?型由超薄的安装于移动载体的相控阵天线和内部的控制器组成。
外部安装天线内置BUC(可外置以增加发射功率)和LNB，控制器为天线提供电源并控制相控阵天线的运动。
系统特点:, 全自动对星;, 采用GPS信号，自动捕获并跟踪卫星(无GPS时可自动盲扫), 运动中自动寻找卫星信号最大值;, 控制系统可以使之快速从视线遮挡中恢复，天线使用机械和电子混合扫描，保持指向精度;, 邻星干扰保护:如果天线指向偏离大于0.5度，发射链路自动关闭，直到指向误差被天线的跟踪系统纠正。
, 设备采用标准机架安装，同时优化设计适用于移动载体，易于安装和维护。
北方神通,北京,通信技术有限公司神通?型性能指标1. 天线主体型号:ST-2K技术指标:频率范围: 极化调整误差: <1?发送: 14.0-14.5 GHz 天线单元:接收: 12.25-12.75 GHz 尺寸: 1360×1200×248mm(L×W×H)数据速率:重量:?40Kg 发送(回传链路):64kbps,4096 Kbps电性能指标 (外置40W BUC)(根据不同的卫星和地区会有变电源: 30VDC化) 功耗: ?70W 接收(前向链路):大于15 Mbps电源接头: TNC 增益:TX: 33.5dBi 射频接头: TNCRX: 33.5dBi 机械性能指标极化:线极化/圆极化(自动控制)俯仰范围: 20? - 70? 上行 EIRP: 49.5dBw(40w BUC)G/T: 9 dB/K @30度方位范围: 360?连续旁瓣电平:<-14dB 跟踪速率: 60?/s 交叉极化:,27dB极化范围: -90º , +90º IF输入/输出: L频段950-2050MHz工作温度 : 捕获和跟踪:信号捕获并锁定:自动，<60秒天线主体单元: -40?,+55?C极化角调整:自动贮存温度: -50º ,+70ºC 跟踪速率: 45?/秒相对湿度: <90% 重新捕获: <20秒仰角捕获误差:<0.3? 运动速度: ?350 Km/h极化角捕获误差:<0.35?北方神通,北京,通信技术有限公司2. 天线控制器天线控制器作为系统的室内单元，主要完成供电，给天线提供控制信号，以及完成人机操作等工作。
0.9米Ku平板动中通天线(20170117)
0.9米Ku平板动中通天线
一、系统组成
平板动中通卫星通信天线系统由天线单元（包括塑料平板天线面、波导馈电网络），天线罩，惯性测量系统，伺服控制系统（包括转台、高频关节、电机及驱动器、位置传感
器），控制主机，信号、控制及电源接口组成，具有效率高、结构轻便、跟踪精度高等特点。
二、系统特点
1.天线电性能优越。
2.塑料电镀喇叭阵天线：可快速批量生产，重量轻，增益高。
3.不依赖GPS信息:采用卫星信标跟踪修正陀螺误差，无需GPS信息仍能正常工作（只需在
初始对星前手动输入一次当地经纬度即可）。
4.初始对星快：GPS/BD模块冷启动定位对星时间＜80s,热启动（或手动输入）＜60s。
5.跟踪精度高：无遮挡情况下，跟踪误差＜0.5dB（RMS）。
6.稳定效果好：方位采用闭环稳定算法，快速转向或者“S行进仍能精确跟踪卫星。
7.遮挡恢复时间快：遮挡时间＜5min，恢复时间＜3s；遮挡时间＜20min，恢复时间＜5s。
8.卫星切换迅速：不同卫星之间的切换时间＜8s。
9.使用方便：可实现行进间的动态对星，动态切星等功能。
10.便于维护：系统模块化设计，接口规范简洁，故障诊断与维修便捷。
11.使用安全、绿色环保：采用24V直流工作，功耗V150W,整机重量87Kg。
12.方便集成：对外接口仅有4个，分别为数据输出、直流供电、中频接收和中频发射，连接
关系简单。
三、技术参数
四、产品展示
五、包装方式
六、装车要求
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七、装箱及附件清单。
动中通天线(80W)
动中通天线美国TracStar公司的宽带双向卫星通信系统天线系列产品——IMVS450M柱面反射器天线系统，突破了低轮廓相控阵天线系统的限制。
是专为运动中的车载VSAT卫星通信系统而设计的中等轮廓、宽带、高码速率卫星通信天线产品。
创新的天线系统自动展开技术，自动搜索、捕获指定的卫星信号，容许非专业人员在改良或非改良的公路上操作移动VSAT卫星通信天线。
存取宽带卫星通信信息。
在车辆运动过程中，可通过自动控制方位、仰角和极化角，自动跟踪保持精确的指向效果。
系统特点：∙系统最大特点是满足宽带卫星通信需要。
上行数据传输速率可大于2Mbps.天线效率和增益高，G/T值高达11dB；∙系统高度只有30cm；∙单键操作自动捕获卫星，无需手动对星；∙可配置世界范围的Ku波段卫星；∙可与任何卫星MODEM互联；∙跟踪车速大于95mph(150Km/h)；∙无需专用天线校准测试设备；∙无需计算机或外部设备去操作天线；∙无需电话呼叫网络操作手或服务；∙无需标校。
系统部件（1）天线IMVS450M天线系统包括柱面反射器、极化调节器、无源RF部件和天线罩组成。
（2）远程位置调节器远程位置调节器是一个机电一体化的组合件，在规定的速度和加速度要求下使天线波束指向期望的卫星，远程位置调节器有马达、驱动部件、角位置反馈器件、速度反馈器件以及需要的结构件组成，在天线控制器的控制下使天线旋转。
（3）天线控制器天线控制器(ACU)完成控制模式、位置环闭环，极限值监控、故障监控、平台运动补偿以及天线伺服环路补偿。
ACU 可以为每个远程位置调节器马达提供放大的驱动信号，并从每个远程位置调节器反馈器件接收位置和速度数据。
（4）惯性敏感元件惯性敏感元件可以测量移动平台在惯性空间（横摇、纵摇和艏摇）的位置和动态运动并向ACU提供这些数据，以便在卫星捕获、再捕获和正常运转时补偿或隔离平台的扰动。
天线利用综合性的GPS接收机测量移动平台在地面上某一点的位置并把该数据提供给ACU, 让ACU 来确定卫星的角位置。
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Ξ文章编号:100328329(2004)0120026203动中通卫星通信天线白徐祥, 官山林(中国电子科技集团公司第39所,西安710065) 摘要:为实现动中通卫星通信,采用反射式宽带T E21模跟踪器、双通道旋转关节及极化程序跟踪技术,研制出适用于动中通的高性能卫星通信天线,填补了国内空白。
关键词:动中通卫星通信;环焦天线;T E21模跟踪器;双通道旋转关节 中图分类号:TN927.2 文献标识码:AA ntenna D esign for Satellite Comm unicati on in M oti onBA I Xu2x iang, GUAN Shan2lin(T he39th R esearch In stitute of CETC,X i’an710065,Ch ina)Abstract:W ith a broad band T E21mode track ing coup ler,dual channel rotary j oint and po lar2 izati on p rogra m track ing techno l ogy,a h igh perfo r m ance antenna w h ich is the first p ractical de2 sign in Ch ina is devel oped fo r an advanced satellite comm un icati on syste m in moti on.Keywords:satellite comm un icati on in moti on;Sh ifted focus-axis an tenna;T E21mode track ing coup ler;Two channels rotating j o in t一、概 述 随着卫星通信技术的迅猛发展,动中通卫星通信系统已成为一种移动通信的良好手段,它具有通信距离远、通信质量可靠、通信迅速、受环境影响小等特点,已逐渐受到人们的青睐。
近年来越来越多的军用和民用移动设备上安装有动中通卫星通信天线,实现与地面的远距离、不间断通信。
二、天线系统组成特点及原理 本动中通卫星通信天线由赋形环焦天线、波纹喇叭、宽带T E21模跟踪器、极化调整机构、正交模耦合器、极化和俯仰旋转关节、方位双通道旋转关节和双工器等组成,组成原理方框图见图1。
图1 动中通卫星通信天线的组成原理方框图 它的主要特点是:・天线系统采用赋形环焦天线,效率高、副瓣Ξ作者简介:白徐祥,男,高级工程师。
现从事卫星通信设备的研究与设计。
低、结构紧凑;・波纹喇叭采用大张角减槽波纹喇叭,体积小、频带宽;・采用体积小、频带宽、效率高的T E 21模跟踪体制,可以使天线快速准确地对准卫星;・采用数字引导方式,使天线的极化同卫星的极化实时匹配;・方位双通道旋转关节可使天线在方位面360°无限快速转动;・通过两个双工器将发射信号和跟踪信号合成或分离,使信号的传输更加有效、稳定和可靠。
三、天线系统设计 1.赋型环焦天线 由于环焦天线具有馈源对天线主反射面无遮挡和副反射面对馈源反射小等优点,因此,特别适合作为动中通卫星通信天线。
为了获得较理想的天线口面场分布,以提高天线的效率,降低天线的旁瓣,对环焦天线的主、副反射面进行了赋形。
在天线安装空间有严格要求的情况下,为了充分利用天线的安装空间,尽可能提高天线的增益,在天线的垂直方向对主反射面进行了椭圆切割。
切割后的动中通卫星通信天线几何结构见图2。
图2 动中通卫星通信天线几何结构图3 波纹喇叭结构尺寸示意图 2.波纹喇叭 由于波纹喇叭在很宽的频带内具有旋转对称的初级辐射方向图、低的交叉极化和良好的匹配性能,因而在卫星通信天线中得到广泛的应用。
动中通卫星通信天线所采用的波纹喇叭为大张角减槽波纹喇叭,它具有辐射方向图几乎不随频率变化、相位中心稳定和体积小等特点。
所设计的波纹喇叭结构尺寸见图3。
3.T E 21模跟踪器 T E 21模跟踪器由中间可传输T E 11模和T E 21模的圆波导、外围T E 21模耦合器和合成网络等组成。
T E 21模耦合器是一个选定特定模的选模耦合器,由作为主耦合线的过模圆波导和作为副耦合线的基模矩形波导构成。
其原理是通过选定合适的波导尺寸,使外围的八根矩形波导耦合臂通过公共臂和耦合小孔实现对圆波导中T E 21模的0dB 耦合,而对圆波导中的主模T E 11模和其它高次模不耦合或耦合很小。
由于动中通卫星通信天线安装空间小,要求天线系统结构紧凑,宽带T E 21模跟踪器采用了新颖的“折叠式或反射式”设计,这样处理后,T E 21模跟踪器总长仅为120mm 。
合成网络采用微带线形式,由六个功分器,一个3dB 定向电桥组成,它将耦合出的T E 21模合成为两个正交的圆极化信号,送入跟踪接收机。
经过计算机辅助优化,所设计的合成网络为重量只有130g 的80mm ×60mm 的矩形盒子。
4.正交模耦合器 正交模耦合器由正交器和发阻滤波器组成。
正交器是正交模耦合器的主要部件,它具有同时分频和分极化功能。
天线从卫星上接收到的信号通过正交器从侧臂耦合出去,进入发阻滤波器,再进入LNA 。
从H PA 发射的经过发通道收阻滤波器的信号,经正交器的直臂进入波纹喇叭,被发射出去。
发图4 正交模耦合器原理图及结构尺寸阻滤波器为螺钉式低通滤波器,阻止发频段信号进入LNA ,影响天线的G T 值。
所设计的正交模耦合器的结构尺寸见图4。
此正交模耦合器电性能好、体积小。
5.极化旋转关节和俯仰旋转关节 极化旋转关节和俯仰旋转关节同为单旋关节,采用门钮式波导结构,其中两波导之间用同轴线连接,同轴线中传输T E M波,以保证旋转关节的射频性能。
此关节具有频带宽、电压驻波低、损耗小、旋转灵活等特点。
由同轴线的设计原理可以得出:若按最佳匹配设计时,极化旋转关节和俯仰旋转关节中同轴线的内外导体直径比为1:2.3。
6.双通道旋转关节 为了使天线在方位面360°范围内无限转动,同时稳定地传输发射、接收和跟踪高频信号,就必需在方位轴上安装双通道旋转关节。
方位双通道旋转关节选用同轴与波导组合的方式,其旋转部分实际上是采用同轴线的内外导体旋转原理,即将两组同轴线的内外导体同心的套起来,外通道同轴线的内导体就是内通道同轴线的外导体。
外通道传输发射频段信号和跟踪频段信号,内通道只传输接收频段信号。
外通道的输入输出都采用波导形式,波导与同轴线之间的转换采用门扭式。
内通道的输入采用波导形式,而输出采用同轴式,波导与同轴线之间的转换采用圆球过度,双通道波导旋转关节的工作原理见图5。
图5 双通道旋转关节工作原理 由同轴线的设计原理知,按最佳匹配设计时,对于双通道旋转关节的外通道,同轴线的内外导体直径比为1:2.3。
对于内通道,若内外导体之间填充介质材料,则同轴线的内外导体直径比为1:3.3。
7.双工器 由于动中通卫星通信天线系统工作的发射信号和跟踪信号频率相隔较近,为了有效地传输发射信号和跟踪信号,采用了两个由发阻虑波器、收阻滤波器和E-T接头组成的双工器。
双工器的工作原理见图6。
第一个双工器的作用是将发射信号和跟踪信号合成起来送至方位双通道旋转关节的外通道;第二个双工器的作用是将经过方位双通道旋转关节后的发射信号和跟踪信号分离开来,分别接入发射机和跟踪接收机。
另外,双工器中的收阻虑波器还可以将H PA产生的收频段杂波滤掉,防止H PA产生的收频段杂波进入接收通道的LNA,影响天线的G T值。
图6 双工器工作原理图 8.极化调整 由于受天线所在地理位置与卫星下行点经纬度差和地球曲率的影响,卫星转发器辐射波的极化相对于卫星通信天线的极化有一定的夹角,这个夹角成为卫星的极化偏转角。
当天线指向卫星时,应该调整天线的极化以便与卫星在不同地区的极化取向匹配。
在动中通卫星通信天线工作时,通过相关公式计算出卫星极化偏转角的实地信息,由天线控制系统的极化跟踪单元实时地传输给极化调整机构,极化调整机构驱动正交模藕合器的极化进行角度旋转,使其极化同卫星下行信号的极化一致。
四、实测结果 我们对所设计的动中通卫星通信天线系统射频性能进行了测试,测试结果如下: 工作频率:发射(T x):14.000～14.500GH z接收(R x):12.250～12.750GH z跟踪(T rk):12.250～12.750GH z 天线增益(馈源喇叭口):发射(T x):39.0dB接收(R x):37.7dB(下转第32页) 能提高通信系统性能。
在实际工程中我们根据上述分析采用四臂螺旋天线(匝数≥2)作为卫星天线、微带天线作为地面终端天线,很好地满足了L EO卫星通信链路的要求[6,7]。
参考文献[1] 李布凯,杨红俊.现代小卫星系统与技术[J].电讯技术,1997年9月特刊2.[2] 滕本共荣.J.R.詹姆斯.移动天线系统手册[M].北京:人民邮电出版社,1997.[3] 张乃通,张中兆.卫星移动通信系统[M].北京:电子工业出版社,2000.[4] 王家勇.创新一号卫星天线系统试验条件[R].内部资料,中科院上海小卫星工程部,2000.[5] C.C.K igus.Shaped-conical radiati on pattern perfor2m ance of the backfire quadrifilar helix[J].IEEET rans.A ntennas P ropagat.,V ol.A P-23,M ay1975:392-397.[6] 王家勇.创新一号卫星天线设计报告[R].内部资料,中国科学院上海小卫星工程部,2000.[7] 王家勇.创新一号地面终端天线设计报告[R].内部资料,中国科学院上海小卫星工程部,2000.[8] S.D.T argonsk i and D.M.Pozar.D esign of w idebandcircularly polarized aperture coup led m icrostri p anten2nas.IEEE T rans[J].A ntennas P ropagat.,V ol.A P-41,Feb.1993:214-220.(收稿日期:2003209212) (上接第28页) 第一副瓣电平≤-14dB 交叉极化隔离度:轴向≥35dB,主波束-1dB范围内≥33dB 电压驻波比:接收V S W R≤1.20发射V S W R≤1.50跟踪V S W R≤1.50 跟踪通道圆极化轴比:≤3.0dB 天线噪声温度:10°仰角,T a≤60K 端口隔离度: 收发隔离度≥100dB(在发射频段)发差隔离度≥100dB(在发射频段)发收隔离度≥100dB(在接收频段)五、结束语 本文介绍了动中通卫星通信天线系统的组成、特点和工作原理;简单论述了动中通卫星通信天线系统的设计;给出了动中通卫星通信天线系统的实测结果。