1 导言
跟着我国通讯、导航、遥控、遥测和遥感等各方面技能的腾跃打破,运用于卫星通讯的天线技能也不断进步,我国从事微波技能与天线规划的专业技能人员在电磁波 导行与辐射传输工程范畴积累了丰厚的技能经历,为充沛满意我国戎行、电信、公安、电力、水力、气候、地震等范畴的应急卫星通讯运用需求,“动中通”卫星通 信体系的运用和开展十分敏捷。天线是这一体系中最为要害的设备,具有低剖面、高增益的平面阵列方法的高频段“动中通”卫星通讯天线产品更好地满意了应急通 信需求。本文仅就平面自盯梢天线技能在“动中通”卫星通讯体系中的运用作扼要叙说。
2 军事范畴的“动中通”卫星通讯体系运用需求对天线的要求
跟着数字化战场建造的开展,对“动中通”的要求将越来越高:一是机动性更高,快速反应才能更强;二是信息传输容量更大;三是对恶劣战役环境的适应才能更 强。为满意“动中通”卫星通讯体系在数字化战场上的运用需求,选用Ku频段及更高频段的射频传输设备势在必行。而“动中通”卫星通讯体系中,天线是十分关 键的部件,因而要求“动中通”卫星天线有必要是强方向性的和高增益性的、具有较低剖面、设备体积小易于荫蔽、可完结天线波束对方向的主动盯梢、在低仰角下仍 坚持通讯。
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平面自盯梢天线技能运用于Ku频段“动中通”卫星通讯体系,大大进步了天线设备功能和“动中通”卫星通讯体系的全体通讯作用。选用宽频带阵列技能的天线辐 射阵元组成的天线,能够在有用下降天线剖面尺度的一起保证天线具有更好的辐射效率和方向图特性;能够减小天线体系的全体尺度和分量,更易于装置在车辆和飞 机等移动载体上,适合于移动通讯。
3.1 平面自盯梢天线技能简介
平面自盯梢天线技能(Planar Auto-tracking Antenna Technology)是一种差异于抛物反射面天线方法,选用在二维平面上按必定规则摆放天线辐射单元和馈电电路的阵列天线方法;在天线波束对星指向盯梢上选用单通道单脉冲自盯梢的天线技能。
3.1.1平面阵列天线技能
在Ku频段“动中通”卫星通讯天线规划上所选用的平面阵列天线技能首要是指,将必定数量的辐射单元在二维平面上按必定的空间方位联系摆放,并经过操控单元 的馈电相位和起伏,在空间中某一方向构成定向波束的天线技能。平面阵列天线技能的首要特点是能够完结高增益,并能够灵敏的操控波束形状和副瓣电相等天线方向图目标。
平面阵列天线技能首要选用等距离阵列和不等距离阵列两类阵元排布方法。其间因为等距离阵列天线方法中馈电网络排布简洁,因而等距离阵列技能较为常用。不等距离阵列技能首要运用于密度加权阵列、希布阵列。
等距离阵列依照排布方法也分为矩形栅格阵列,三角栅格阵列等。三角栅格阵列技能一般运用在相控阵天线规划中以削减T/R组件数量,缩小单元距离,而“动中通”体系中一般选用矩形栅格阵列技能,为了便利馈电网络排布。
3.1.2天线自盯梢技能
现在选用的天线自盯梢技能包含:陀螺及惯导组合盯梢、极大值盯梢、圆锥扫描盯梢及单脉冲盯梢的方法。
陀螺惯导盯梢依托高精度陀螺和惯性导航组合技能,驱动天线坚持波束指向卫星。盯梢精度取决于陀螺和惯导的精度,与天线本身的信号无关;
极大值盯梢方法需求取得天线接纳信号的强度值,依据信号的强弱驱动天线指向信号最大的方向,在天线具有较宽的波束宽度时盯梢作用较好;
圆锥扫描盯梢方法,需求将天线的副反射面或馈源做极小的偏轴,构成圆锥形旋转,产生差值信号,并在不同的旋转方位进行采样,获取盯梢参数完结盯梢。天线在作业时副面或馈源有必要不停顿的滚动,使体系安稳性下降,且只能适用于反射面天线。
单脉冲盯梢需求天线体系构成合差信号,运用天线指向差错形成合差信号相位差错的原理,运用单脉调制经过盯梢接纳机检测差错信号,依据差错信号驱动天线完结盯梢。是现在最先进、最安稳的盯梢方法。
3.2 国产YW10-22型Ku频段动中通天线体系技能特征
3.2.1低概括收发共面
天线体系结构规划为方位长、俯仰短的方法,在保证天线面积的前提下最大极限的下降了天线高度。选用宽频带阵列规划方案,使天线的作业频率掩盖Ku波段的发 射和接纳两个频段。一切阵列单元排布在同一块天线板上,防止了不同天线发射面板和天线接纳面板之间在俯仰视点上的彼此遮挡的问题,使天线在低俯仰视点下也 能够作业,进步天线的随动性。
3.2.2高效率、低旁瓣
天线效率高,在相同的增益参量水平上天线能够体积更小、分量更轻和更易于装置于移动载体;天线低的旁瓣特性,能够答应天线运用更大功率发射信号的并在天线移动过程中防止临星搅扰。
3.2.3单通道单脉冲自盯梢
运用于Ku频段“动中通”卫星天线的单脉冲自盯梢技能,是经过闭环盯梢方法,从一个脉冲中取得和、差射频信号,确认天线波束指向与卫星之间的方位联系,驱 动波束指向随天线本身运动而运动,使天线波束指向继续地对准卫星的盯梢技能。单脉冲自盯梢技能具有实时性好、盯梢速度快和盯梢精度高的长处。
“动中通”卫星通讯天线会在载体移动过程中时间产生姿势和方位改变,单脉冲自盯梢技能能够使天线在作业过程中不断批改波束指向,安稳地对准卫星,保证通讯在载体移动过程中不会连续。
3.2.4高隔离度极化盯梢
选用具有专利技能的极化器,不只能够完结极化主动盯梢,也能够有用按捺极化之间的彼此搅扰,更好的进步进步天线信噪比,保证更高的传输精度;进步通讯信道的频率运用率,使信道取得更宽的运用频率,信息传输容量大。
3.2.5 0-90°俯仰角内安稳作业
天线在0-90°俯仰角范围内可作业并具有均衡而安稳的预期方向图特性,即便天线水平方位随载体移动而产生歪斜或通讯中遇到车辆行进在坡面路段,仍能够保持通讯的不连续性。
4 结束语
“动中通”卫星通讯天线体系的中心设备是天线,平面自盯梢天线技能在“动中通”卫星天线体系中的运用现已使那些装置了不超越30cm高度的低概括卫星天线的车辆灵敏地穿越各种杂乱路面环境并晓畅地实时传递音视频信息。