标准环焦天线的设计与分析
天线原理与设计3.3 环形天线
RrN
20N 2 (k 2S)2
320π2N 2
S2
4
(3-3-7)
对于多匝环的损耗电阻，紧挨着的环的邻近效应引起的 附加损耗电阻可能大于趋肤效应引起的损耗电阻，N匝环总
RlN
Nb a
RS
Rp R0
1
(3-3-8)
【例3-3-2】 设小环天线的半径为λ/25，导线半径为 10-4λ，匝间距为4×10-4λ，天线导线是铜制的，电导率为 5.7×107(S/m)。试求工作在f=100 MHz的单匝和8匝小圆环 天线的辐射效率(已知Rp/R0=0.38)
Rr
Rr
0
2
(3-3-9)
图 2-3-2 磁棒天线
Rl 8
8
Rl
Rp R0
1
8 1.053 (0.38
1)
11.62
Ω
单匝环的辐射效率为
A
0.788 0.788 1.053
42.8%
8匝环的辐射效率为
A8
50.43 50.43 11.62
81.3%
提高小环天线效率的另一种方法是在环线内插入高磁导 率铁氧体磁芯，以增加磁场强度，从而提高辐射电阻，这种 形式的天线称为磁棒天线，如图3-3-2所示。磁棒天线的 辐射电阻Rr′
Rr
20(k 2S)2
320π4
S2
4
(3-3-3)
图 3-3-1 环形天线坐标
当电尺寸很小时，小环天线实际上相当于一个带有少量 辐射的电感器，它的辐射电阻很小，其值通常小于导线的损 耗电阻Rl，因而天线辐射效率很低，其效率由下式计算:
5.4米卫星接收天线方案
5.4米卫星接收天线方案1 天线子系统1.1 概述天线子系统按其功能划分为四个模块：天馈模块、座架模块、伺服控制模块、天线控制模块。
系统组成框图见图所示。
（1）天馈模块采用5.4米口径标准抛物反射面天线(包括反射面、背架、馈源支撑、中心体和背架等)以及L频段水平和垂直双极化组合馈源；（2）座架模块全动方位-俯仰回转体。
方位驱动在天线的颈部，使天线总体结构简捷、可靠，安装方便，配备工作平台，外形协调、美观、实用。
可拆除挂梯，避免无关人员进入，有利于保护射频、控制和回转机构等安全。
由于回转体的上移，立柱形式可以灵活、多变、由用户根据站址的具体安装架设条件而另行确定。
主要形式为圆柱形立柱。
（3）伺服控制模块天线控制器采用分布式设计以达到最少传输线缆和最大传输距离；（4）天线跟踪方式采用程序跟踪与自动相结合方式，并利用极大值法实时对轨道预报轨迹进行实时修正；（5）跟踪精度通过设计、工艺及调试保证天线跟精度达到0.050；（6）天线控制时间校准采用GPS时间校准；（7）天线控制器与站管计算机通过网口或串口，接收站管的调度管理；（8）安全保护装置采用了三级限位：一级为软限位，二级为电气限位，第三级为机械缓冲；天线具备任意位置锁定能力。
图6.3-3天线子系统组成框图卫星接收天线需持续、稳定、可靠、高效地控制天线接收和处理卫星信号，在正常运转情况下无天线跟踪失锁、数据包丢失、丢线、噪点过多等影响卫星遥感监测业务开展的现象，天线过顶时无丢包、丢线现象。
其主要功能如下：（1）根据卫星实际飞行轨道对静止卫星进行跟踪； （2）天线具有程控跟踪、手动跟踪、收藏等功能；（3）天线监控计算机具有与站运行管理分系统通讯的能力等； （4）能满足接收FY-4卫星下传的L 频段垂直、水平信号的功能； （5）具备垂直/水平双极化同时工作的能力； （6）具备数据解码、网口进机的功能；（7）设备具备自检、测试功能、GPS 或北斗校时功能； （8）可通过监控机进行设备配置、参数设置、工作状态监视等操作；（9）对后续地球静止同步轨道航天器信号具备可扩充性，便于系统升级。
标准环焦天线的设计与分析
本科学生毕业论文（设计）题目(中文): 标准环焦天线的设计与分析(英文): Standards for design and analysis of the ring focus antenna姓名学号院（系）电子工程系专业、年级电子信息工程级指导教师湖南科技学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本科毕业论文（设计）作者签名：课题名称：标准环焦天线的设计与分析学生姓名：系别：电子工程系专业：电子信息工程指导教师：1、主题词、关键词：移动通信,标准环焦天线的设计与分析，ABSTRACT2、毕业论文（设计）内容要求：反射面天线的出现是天线工作频率不断提高的结果。
早期的天线工作频段为短波、超短波，波长尺度很大，不能像光那样被反射、汇聚，因此天线的主要形式为线天线，这也是“天线”一词的历史来源。
但随着技术的进步，尤其是经历了两次世界大战，军事需求极大推动了人类在频率空间的开拓，进入了微波频段（300MHz ~ 3000GHz）。
微波的波长在1米以下，散射特性已经与光相近，因此光学领域中早已成熟的反射面技术开始应用于微波频段。
简要的介绍了在卫星通信中天线技术的发展历程及比较常见的集中反射面天线，介绍了副镜为椭圆的环焦天线的几何参数获得的原理,并且通过程序给出了主副镜的空间分布参数，详细的介绍了由标准环焦天线获得主副镜的原理，对标准环天线的主副镜的仿真结果到入到MATLAB中进行仿真，并对结果进行了分析，对全文的工作进行了总结，总序研究成果，并提出了有待进一步研究和解决的问题。
3、文献查阅指引：[1] 黄雄，韩兆勇. 格里高利天线的主要技术指标和调整方法. 广州:中国有线电视,2007.[2] 章日荣, 杜树翔, 王汉礼, 周康健, 王涛. 环焦改进型双境天线. 中国科学：数学, 1991, (06): 156-368[3] 杨可忠. 环焦天线的设计. 无线电通信技术, 1990, (02): 124-285[4] 王晓春, 夏鹏. 环焦天线的性能分析与设计研究. 装备指挥技术学院学报,2002, (05): 26-276[5] 路志勇, 杨可忠, 杜彪. 椭圆波束变焦距环焦天线的设计方法. 电波科学学报,2003, (01): 56-327[6] 王爱民. 现代面天线技术. 北京:北京大学出版社, 1993.[7] Joshua, R.Smith. Wirelessly Powered Sensor Networks and Computational RFID.America:Springer , 2003.[8] Constantine A,.Balanis. Modern Antenna Handbook. America:Wiley-Interscience,2007.4、毕业论文（设计）进度安排：2012年11月：确定论文题目2013年12月: 查找资料，完成开题报告2013年1月：翻阅资料并摘要记录与论文研究方向相关的要点和论据2013年2月：完成资料的搜集，动笔撰写论文稿2013年3月：对论文初稿进行进一步的整理，逐步定稿2013年4月下旬：充实和完善论文内容，交由指导老师评阅并最终定稿2013年5月上旬：完成毕业论文答辩教研室意见：负责人签名：注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。
一种KaKu双频段便携天线的设计
互联网+技术nternet Technology一种Ka/K u双频段便携天线的设计□张义坡中国电子科技集团公司第五十四研究所周辉某部驻石家庄地区军代室【摘要】便携天线是一种可快速展开使用及收藏的卫星通信地球站天线。
文中设计了一种环焦形式的Ka/Ku双频段便携天线，它与传统的偏馈形式便携天线相比，Ka/Ku双频段共用形式使用更加方便快捷，并且馈源比较小巧，满足便携天线小型化的要求。
在进 行天线电气设计时将馈源模型与天线模型装配完成后，使用C ST软件对整天线方向图进行联合仿真计算，并进行优化处理。
仿真和 实测结果表明，设计的天线电气性能优良，具有良好的实用性。
【关键词】双频段便携环焦Design of a Ka/Ku Dual-Band Portable AntennaZhang Yi-po，Zhou H ui(The54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang Hebei050081The Military Representative Office In Shijiazhuang,Shijiazhuang Hebei050081) ABSTRACT The portable antenna is a kind of earth station antenna used for satellite communication which can be deployed and collected quickly.In this paper,a Ka/Ku dual-band portable antenna in the form of ring focus is designed,Compared with the traditional partial feed form of portable antenna,the dual-band antenna is more convenient and quick to use,and its feed source is relatively small,which m eets the requirement of miniaturization of the portable antenna.In the process of electrical design,the pattern of the antenna is simulated by using the CST software after assembling the feed model and antenna model.The simulation and test results show that the antenna has excellent electrical performance and is very practical.Key words Dual-Band,Portable,Ring focus引言：目前，随着卫星通信技术的快速发展，对卫星通信地球站天线的小型化、轻量化设计需求越来越强烈，当前Ka/Ku双频段的便携天线普遍使用K a频段和K u频段两套馈源拆装实现，且天线形式多以双偏置天线为主，不利于目前便携天线小型化、一体化、集成化的特点。
2.4米天线使用说明
2.3 环境特性 环 境 特 性 工作风速 生存风速 环境温度 相对湿度 抗震能力 冰雪载荷 参 数 72Km-97Km/h 200Km/h -50°～60℃ 0%～100% 0.3 G ￠ s（水平），0.15 G ￠ s（垂直） 13mm 裹冰正常工作，25mm 裹冰不破坏
3.天线结构特征
2.4 米天线
(4) 馈源安装
喇叭 紧定螺钉M4 馈源套筒 圆波导 中心体
图
馈源安装图
(5)
副面安装
安装人员应进入发射体中央，注意保护面板， 立脚处应在腹板支撑并铺有衬 垫的地方。 先在地面上安装副面支撑和副面支架， 注意撑杆和支架接头的编号， 厂家已经将副面和支架安装好。 将副面组件运至反射体中央， 让副面撑杆的编号 与反射面编号一致。副面支撑连接板与反射面用 M6 螺栓连接，拧紧螺母。将 4 支副面撑杆以及副面支连接好以后运送至反射体中央，转转副面撑杆的位置， 让 撑杆上的编号和反射面的编号对应。 将副面撑杆一反射面用螺栓连接， 拧紧螺栓。 副面支架的四脚打有字号，与支脚的号对号入座，副面支腿上如有 1—8 （6）副面高度调节 副面调节，副面上有 4 跟 M12 调节螺栓，可根据需要调节副面高度和左右水平 位置， 如果要调高副面，可将连接盘下的 4 颗螺母松开，用手将副面托起再拧紧螺母， 依次调节到需要的位置。 本天线的最佳焦距（中心体上法兰到副面下边缘的垂 直距离)为 698±1mm。
2.4 米环焦天线使用说明
2.4 米环焦天线是我公司采用环焦技术，波纹喇叭馈源等天线新技术天线 口径 2.4 米， 通过优化设计， 其电气性能达到先进水平的新型通信站小口径天线， 本天线主反射面采用铝板拉伸成型的高精度八块扇型面板组合而成， 副反射面采 用铸铝件经数控车床精加工制造，座架为稳定可靠的单立柱座架结构， 具有设计 新颖，精度高，造型美观，安装方便，操作简单，机械强度高，抗风力强，再装 精度高等特点。 由主反射面、副反射面及副面支撑、辐板、中心体、馈源系统、天线座架等 组成. 2.1 射频性能指标
双环天线制作技术及流程
双环天线制作技术及流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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环焦天线参数设计及效率估
环焦天线参数设计及效率估算赵润 2010-7-16罗嗦两句：前不久做了个数据表文件（ADE-5.xls），可以设计环焦天线的几何参数，并可以对天线效率进行估计。
本想写篇有些条理的文章，后来放弃了，感觉意义不大，不过还是想把做这个文件所用到的基本原理和计算技巧胡乱总结一下，留下一段文字，不然过不久自己也忘记了。
1、环焦天线的介绍环焦天线是一种有多个反射面的天线，（说来丢人，我没见过实物），我在网上看过图片，感觉很神秘，而它的性能被有意无意地夸大了，好象在烧友心目中，3M的环焦天线性能会相当于普通主焦锅5M的。
而我第一次了解环焦天线的工作原理和几何结构是读了Paul Wade写的Multiple Reflector Dish Antennas，我翻译成了《多反射锅形天线》，或《多反射面天线》，并且翻译了全文。
这篇文章介绍了各种多反射面天线，而环焦天线在该文中被称为ADE天线，这里我也就把ADE作为环焦天线的代名词了。
很可惜的是《多反射面天线》一文虽然画出了ADE天线的工作原理，但没有讲如何对ADE进性参数设计，也只是说效率很高而没有给出具体计算数值。
2、环焦天线的主反射面设计主反射面在《多反射面天线》一文中已有清晰的描述，这里概述一下。
“要在三维形式理解这个天线，需要一点想象力，将草图轴向旋转即可。
半边抛物线并不是绕着通过顶点的轴线（即原始抛物线的对称轴，译者）旋转，而是绕着与次反射面同样直径的圆柱旋转。
”也就是说环焦天线的主反射面也是由抛物线旋转而成的，与普通天线面不同的是：它的旋转轴不再是抛物线的对称轴，而是将旋转轴从对称轴平移了一段距离，这段距离就是次反射面的半径。
而因为旋转轴的平移，主反射面中间留下一个与次反射面直径一样大的洞。
因为这个洞不在抛物面上，所以不产生次反射面的遮挡，不产生遮挡损耗，但因为我们计算辐照损耗时天线的物理口径是按天线整体的口径计算的，所以这个洞会产生一点辐照损耗。
（关于如何计算效率后面会讲）至于如何设计上面所说的抛物线，见我写的文章《丝网反射面卫星天线龙骨设计》，文章中介绍了焦径比（F/D）与会聚信号波的馈角的关系。
天线原理与设计33 环形天线
8 1.053 (0.38
1)
11.62Ωຫໍສະໝຸດ 单匝环的辐射效率为A
0.788 0.788 1.053
42.8%
8匝环的辐射效率为
A8
50.43 50.43 11.62
81.3%
提高小环天线效率的另一种方法是在环线内插入高磁导 率铁氧体磁芯，以增加磁场强度，从而提高辐射电阻，这种 形式的天线称为磁棒天线，如图3-3-2所示。磁棒天线的 辐射电阻Rr′
Rr
20(k 2S)2
320π4
S2
4
(3-3-3)
图 3-3-1 环形天线坐标
当电尺寸很小时，小环天线实际上相当于一个带有少量 辐射的电感器，它的辐射电阻很小，其值通常小于导线的损 耗电阻Rl，因而天线辐射效率很低，其效率由下式计算:
A
Rr Rr
Rl
(3-3-4)
通常假设小环的损耗电阻与长度为环周长的直导线的损
Rr
Rr
0
2
(3-3-9)
图 2-3-2 磁棒天线
解 单匝环的辐射电阻为
Rr
320π4
S2
4
320
π4
π 252
0.788 Ω
8匝环的辐射电阻为 Rr8=0.788×82=50.43 Ω
单匝环的损耗电阻为
Rl
b a
0 2
1 25 104
π 108 4π 10-7 5.7 107
1.053 Ω
8匝环的损耗电阻为
Rl 8
8
Rl
Rp R0
1
RrN
20N 2 (k 2S)2
320π2N 2
S2
4
(3-3-7)
对于多匝环的损耗电阻，紧挨着的环的邻近效应引起的 附加损耗电阻可能大于趋肤效应引起的损耗电阻，N匝环总