机电结合动中通天线的设计与研究

发布时间：2018-01-22 21:09

本文关键词： 机电结合高效率圆极化一维有源相控阵　出处：《南京理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：现代通信技术发展日新月异,越来越多的数据通过卫星进行传输。卫星通信具有传输容量大、覆盖范围广、通信方式灵活、组网迅速、不受地理环境和自然因素影响等优点,逐渐发展成为当今远距离通信的重要方式。动中通系统即是运动中的载体利用卫星作为中继,实现实时、大容量、不间断的传输多媒体信息,已经发展成为现代通信行业最具前景的方向之一。针对S频段车载动中通项目需求,由系统指标分解出天线、射频、转台指标。天线采用机械扫描加一维有源相控阵形式实现,即使用机械连续转动方式实现水平方位波束扫描,使用电控移相方式实现俯仰波束扫描。本文在既定的天线尺寸内设计了两款动中通天线,具体工作如下:采用空气耦合微带层叠天线形式,设计了一款双频左旋圆极化天线。天线采用双馈点馈电实现左旋圆极化,两层圆形贴片实现双频段匹配,陶瓷电桥搭建小型化功分实现馈电网络。通过单元天线仿真和优化达到指标要求,在此基础上,设计了3*4的微带天线阵列,天线共3排,每排4个天线单元组成一个均匀直线阵,并进行并联合路,合路后的3个端口分别与T/R组件连接。经过仿真,加工,组装,测试,微带天线阵列测试结果与仿真结果基本一致。此款天线剖面较低,由于该天线采用平面微带结构,因此其扫描指向增益下降较快。为了弥补扫描指向增益略低的缺点,设计了一款左旋圆极化螺旋天线。螺旋线等间距缠绕在硬质POM材质上,通过单元天线仿真和优化,螺旋天线带宽覆盖了双频段。对其进行3*4阵列组阵,同空气耦合微带层叠天线阵列一样,天线由3排组成,每排4个螺旋天线单元组成一个直线阵,并进行并联合路,1*4合路网络采用微带共面波导的方式馈电,3个合路端口分别接T/R组件,天线和馈电网络一体化设计。经过仿真,组装,测试,设计的螺旋天线阵列测试结果与仿真结果基本一致。螺旋天线本身可以辐射圆极化波,不需要设计额外的正交馈电网络,天线重量减轻了 80g。由于天线立体螺旋,在低仰角的增益提高了。在阵列设计的基础上,实现了车载机电结合动中通天线。即结合了机械扫价格低廉,能够保证波束始终对准卫星,收发效率较高的优点,也结合了相控阵电扫可靠性高,跟踪卫星速度快的优点,显著地提高了车载动中通设备在急剧颠簸路段的跟踪速度。天线面板倾斜安装,在低仰角扫描时也有较高的增益和效率,设计的机电结合动中通具有很强的工程实用性。
[Abstract]:The invention designs a dual - frequency left - handed circular polarized antenna , which uses satellite as relay to realize real - time , large - capacity and uninterrupted transmission of multimedia information . The test result of the spiral antenna array is basically the same as that of the simulation result . The helical antenna can radiate circularly polarized wave , and the antenna weight is reduced by 80 g .

【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN820

【参考文献】