新型车载低高度“动中通”卫星天线研制

发布时间：2017-08-22 19:33

  本文关键词：新型车载低高度“动中通”卫星天线研制

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【摘要】：“动中通”卫星通信是指在车辆等载体运动过程中,车载天线始终准确跟踪同步轨道卫星,实现实时卫星传输的通信系统。该系统自问世以来,在军队、应急、反恐等通信领域得到了广泛的应用。但是,传统的动中通天线产品,其体积较大,特别是其天线高度较高,装在车上一般要高出车顶1米左右,不利于车辆行驶。即使装在车内(切割车顶并定制透波材料天线罩),车内占的体积也很大,对安装的车型要求高,在许多场合无法采用。许多用户迫切希望能把现有动中通天线的高度降下来,以适应更多的载体类型及应用场合。本文研究开发一款具有优良性能的车载低高度动中通卫星通信天线。通过对几种研究方案的比较分析,我们采取了“柱状面天线+机械传动方式”来设计低高度动中通卫星通信天线,该方案是一种较好的切实可行的途径,不仅技术上可以实现,经济上也是合理可行的。研制过程中,在传统动中通天线设计的基础上,我们优化设计了天馈系统、机械结构及转台系统、跟踪及伺服控制系统,并攻克了以下的关键技术:天线波束的形成及方向控制、宽频带馈电网络设计、天线极化的控制方法、伺服跟踪算法的开发、低成本陀螺惯导系统的应用等。最终设计的样机经过测试,天线增益达到0.6米等效口径,天线高度小于30cm,俯仰扫描范围为25°~70°。天线安装使用方便,特别适合小型车辆载体使用,具有很高的市场应用前景。本论文内容包括了动中通天线的原理及组成、优化设计指标的分析、各分系统的设计及实现、系统指标的测试等内容。
【关键词】：动中通 卫星通信 天线
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.2;TN828.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 国外研究现状分析15-17
• 1.3 常见技术体制分析17-19
• 1.4 动中通系统组成19-22
• 1.4.1 天线及馈源分分系统19
• 1.4.2 转台及结构分系统19-20
• 1.4.3 伺服控制及跟踪分系统20-22
• 第二章 优化设计分析22-26
• 2.1 优化设计分析22-25
• 2.1.1 天线波束扫描（跟踪）范围分析22-23
• 2.1.2 天线的增益需求分析23-25
• 2.2 主要研究内容25-26
• 第三章 天馈分系统设计26-36
• 3.1 总体设计思路26
• 3.2 抛物柱面天线设计26-27
• 3.3 馈源设计27-32
• 3.3.1 线源设计27-29
• 3.3.2 双极化喇叭29-30
• 3.3.3 双层功分网路30-31
• 3.3.4 极化跟随器31
• 3.3.5 天馈系统结构设计31-32
• 3.4 天馈系统仿真计算结果32-36
• 第四章 转台及结构分系统设计36-44
• 4.1 系统设计要求36
• 4.2 系统设计分析36-37
• 4.3 驱动电机计算选择37-40
• 4.3.1 方位电机计算选择37-39
• 4.3.2 俯仰电机计算选择39-40
• 4.4 总体空间布置40-44
• 第五章 伺服控制分系统设计44-56
• 5.1 系统主要技术要求44-45
• 5.2 系统组成框图45-46
• 5.3 系统工作原理46
• 5.4 关键技术46-47
• 5.5 天线控制单元设计47-48
• 5.6 控制软件设计48-56
• 5.6.1 软件总体结构48-49
• 5.6.2 软件工作流程49-51
• 5.6.3 跟踪系统软件设计51-52
• 5.6.4 监控系统软件设计52-56
• 第六章 系统性能测试56-62
• 6.1 天线电性能测试56-59
• 6.1.1 测试条件56
• 6.1.2 天线增益测试56-57
• 6.1.3 交叉极化隔离度测试57-58
• 6.1.4 旁瓣特性测试58-59
• 6.2 跟踪性能测试59
• 6.3 最终技术指标59-60
• 6.4 测试中发现的问题解决60-62
• 第七章 总结62-64
• 参考文献64-66
• 致谢66-68
• 作者简介68-69

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本文编号：721033