船载卫星通信天线控制的关键技术

近年来随着卫星通信技术的飞速发展,船载卫星通信和广播电视接收等方面的需求越来越强烈,船载卫星通信是船舶远洋通信、应急救生、广播电视娱乐的重要手段,而船载天线是其中的核心,船载天线的性能直接决定了通信质量和效果。船载卫星天线为实现快速、稳定跟踪卫星,伺服控制起决定作用,因此,船载天线必一般具备三轴天线座作天线支撑,需要陀螺稳定技术隔离摇摆,并且有与陆地站不同的控制算法实现捕星和控制保护。     

关于卫星地面站接收天线指向问题的探讨

为了保证卫星电视地面站有效地接收由卫星传送来的电视节目,本文用几何方法对接收天线的仰角和方位角公式进行了推导,并以印度洋五代卫星(FⅠ)为例,对合肥地区如何调整接收天线指向作了分析和计算。     

卫星通信伞天线抗风荷结构的研究

伞结构天线具有折叠和便携的特点,可用来替代抛物面天线。抗风荷设计是伞天线研究的关键。文中分析了伞天线反射面内外表面承受风阻的情况,设计出一种抗风荷结构,即在伞形天线的每个三角形曲面的局部区域利用双层无缝铜网代替银纤维布,以及采用三角体结构同时支撑主机和反射面天线的结构形式,大大提高了抗风荷能力。     

一种单偏置卫星通信天线的设计

卫星通信天线要求具有高效率、低副瓣和小型化的特点。采用单偏置天线形式相对与传统面天线往往更有优势,并且馈源比较小巧,满足小型卫星通信地球站的要求。在进行天线设计时可使用商用软件Champ对馈源进行仿真,并将仿真数据代入Grasp进行天线仿真计算的方法。利用该方法设计了的一种单偏置卫星通信天线,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。     

人工表面等离激元馈电的宽带低旁瓣全角度波束扫描天线

提出了一款人工表面等离激元馈电的宽带全角度低旁瓣波束扫描天线。采用人工表面等离激元馈电卵圆形辐射贴片阵列和对跖Vivaldi辐射器，在快波区激发高次谐波实现漏波辐射，在慢波区呈现低损耗能量传输效果激励对跖Vivaldi的端射模式，从而实现了在4~12 GHz（相对带宽100%）内全角度（180°）波束扫描。进一步，通过对卵圆形辐射贴片进行锥形排布降低了天线在漏波辐射时的旁瓣水平。仿真结果表明，所设计的全角度波束扫描天线能够在4~12 GHz内旁瓣水平均在-10 dB以下。该天线在雷达探测、目标跟踪等应用场景具有重要应用潜力。     

大型射电望远镜主动反射面控制(英文)

针对13.7m毫米波望远镜的特点提出一种新型主动反射面的控制方法,消除重力、温度、湿度和风力等对主反射面的影响,从而提高大型射电望远镜的分辨率、灵敏度和观测效率,设计了一种CAN/ethernet协议转换器,实现CAN中大量位移促动器与其在工业以太网中的主机的通信,通过光电编码器的反馈闭环控制位移促动器的驱动电机,大大提高了反射面的控制精度.     

变形双反射面天线的机电耦合分析方法

双反射面天线广泛应用于雷达、卫星通信和射电天文等领域,针对变形双反射面天线的电性能求解问题,本文提出了基于物理光学法的机电耦合分析方法.深入分析了双反射面天线主副反射面变形对天线电性能的影响,通过将主副反射面轴向变形转换为天线远场积分公式中的相位误差影响项,建立了反射面表面结构位移场与天线远场之间的机电耦合关系.进一步将相位误差影响项作一阶泰勒级数展开,使得结构误差从天线远场积分运算中独立出来,通过构建包含主副反射面变形信息的误差矩阵可实现变形反射面天线远场的快速计算.对一个2.2 m天线进行案例分析,结果验证了所提方法的正确性.     

应用全极化辅助天线和Kalman滤波器的旁瓣干扰对抗方法

为减小干扰极化方式对旁瓣对消系统的影响,提出一种基于全极化辅助天线和Kalman滤波器的极化域-空域联合抗旁瓣干扰方法。首先对辅助天线进行正交双极化改造,根据极化通道功率优选辅助通道信号,进而利用Kalman滤波器进行闭环旁瓣对消。该方法将旁瓣对消系统看作误差预测滤波器,将优选的辅助通道加权和作为量测,通过迭代修正权值矢量,减小主通道信号与量测的误差,从而消除旁瓣干扰,提高主通道信噪比。仿真实验表明:该方法收敛速度快,适用于多辅助通道情况,对正交极化干扰的输出信噪比优于常规旁瓣对消约10dB,在低快拍条件下稳定性好。     

基于微扰法的低驻波比反射面天线设计

介绍并分析了用于反射面天线低驻波比的微扰设计方法,并基于该方法设计了一Ka波段低驻波比的反射面天线.通过对天线反射面外形的微扰设计,该反射面天线在保持辐射性能基本不变的条件下,天线驻波比得到了显著降低.     

C波段低副瓣定向微带阵列天线的设计

文章提出了一种工作在C波段基于切比雪夫分布的不等分馈电网络所设计的8×4定向辐射阵列天线,主要根据切比雪夫加权函数针对线阵所对应的馈电网络实施了同相不等分的电流分配,形成了一分八的功分器作为馈电网络结构,同时采用串并联混合馈电网络,降低了传输损耗,减小了占用空间。测试数据表明,在4.84 GHz处,阵列天线的增益大小是15.56 d Bi,对应的E面和H面的副瓣电平大小分别是-24.12 dB和-24.97 dB。实现了微带阵列天线高增益、低副瓣和指向性好的要求。     

遗传算法在低副瓣天线阵综合中的应用

应用遗传算法进行低副瓣天线阵的综合。针对低副瓣天线阵综合的特点,通过构造适当适应度函数,大大减少了计算量,通过对适应度函数进行非线性变换,增强了遗传算法的搜索能力,由于遗传算法固有的稳并行性、鲁棒性和简单易行等特点,提高了计算效率,可以获得全局最优解,并且收敛稳定,获得了良好的结果。     

一种适用于火灾检测的低旁瓣共形天线

设计一种应用于33 GHz频段具有金属栅格的天线阵列,通过泰勒线源激励幅度的设计方法引入栅格结构,用来减少天线的旁瓣电平,加强了天线的抗干扰能力.最终的天线阵列由6个天线阵元在y轴方向上叠加而成,叠加后天线阵列辐射能力得到了增强.最后通过电小平面分析法对栅格天线进行了共形,从而减少天线的体积,并且使天线阵列更好地贴合检...     

低副瓣膜片加载方形棱锥喇叭天线设计

为了降低方形棱锥喇叭天线的E面方向图副瓣电平,该文对具有相同外形尺寸、不同加载方式的方形棱锥喇叭天线进行建模分析.采用基于有限元法的电磁软件,对传统无加载、金属四脊加载、金属膜片非周期阵列对称加载三种方形棱锥喇叭天线的回波损耗、方向图及隔离度仿真特性进行比较分析.研制了中心频率为12 GHz的膜片阵列加载方形棱锥喇叭天线,该天线在10～14 GHz频带上的方向性系数大于14 dB,E面方向图第一副瓣电平比主瓣低17 dB以上,双正交线极化隔离度及工作主模与其它模式的模式隔离度均高于40 dB.仿真和实测结果证明了膜片加载方法对于改善方形棱锥喇叭天线副瓣电平特性的有效性.     

一种扁平反射面微波天线的设计

提出一种低造价的卫星电视平板接收天线，并给出该天线的设计公式．该天线的扁平主反射器呈波纹结构，可用很薄的铝板冲压成型．根据扁平主反射器的特点，与之配合的副反射面采用环焦原理设计．曾研制了一个小口径的Ｋｕ波段试验天线．实测结果表明天线效率大于６０％．     

抛物面天线反射面参数化建模与热变形优化分析

为更好地分析卫星在轨运行期间天线主反射面热变形对天线性能的影响,应用PCL,对MSC.PATRAN/NASTRAN进行二次开发,将参数化建模、抛物面拟合、型面精度分析引入有限元计算,并对某大口径复合材料天线主反射面在均匀温度场下的热变形进行了数值模拟,优选出合理的铺层方式,获得了变形后的天线性能指标.研究结果表明:数值模拟探索出适合于在轨卫星天线减少热变形的铺层设计方法,所获变形值、抛物面拟合参数、型面精度误差等结果符合设计要求,为复合材料天线主反射面的设计应用提供了依据,同时解决了通用CAE软件无法预估热变形对天线性能影响的问题.      

FRC分形微带阵列天线研制

 基于矩量法分析FRC（fractal rectangular curve）分形天线,并用Designer 仿真软件进行验证,两者结果基本吻合,对比FRC 分形前后的性能,在驻波与辐射性能相同的情况下,FRC 分形有效减小了天线尺寸。设计32 个单元的微带阵列天线,该阵列天线采用泰勒分布、不等相馈电,实现了高增益、低副瓣的扇形波束,并使波束指向偏离法线47°。经过测试,微带阵列天线波瓣宽度为5°,副瓣低于-20 dB,交叉极化低于-20 dB,验证了矩量法的分析结果。     

一种可用于卫星通信的微带天线阵元

通过计算机仿真对微带贴片天线的阻抗和辐射性能进行了仔细的研究，找出了一些微带贴片几何尺寸与天线特性参数之间的关系，在此基础上提出了一种可用于VSAT站基本上满足C波段卫星通信对频率、带宽、极化、隔离等要求的微带天线阵元的结构。     

Antenna sidelobe canceller of Kalman filter

The adaptive array antenna may be considered as a general sidelobe canceller. Directional interference suppression is based on a recursive state estimation of Kalman filter. For the stationary filter, this leads to an iterative solution of Wiener-Hops matrix equation. The performance of sidelobe canceller are studied by computer simulation. The result of simulation, shows that the sidelobe canceller may be regarded as a special case of an adaptive array atenna. Foundation item: Supported by the Natural Science Foundation of Hubei Province (98J074) Biography: Hu Jia-yuan (1941-), male, Associate professor. Research direction: smart antenna, software radio.     

双环电视发射天线输入阻抗的矩量法解

本文用矩量法对电视发射用的装置于反射器近旁的双环天线的输入阻抗进行了计算,分析了天线反射板和天线间的距离对天线输入阻抗和带宽特性的影响,并将计算结果与测量值进行了比较。还计算了自由空间的双环天线的输入阻抗,将结果和由单环的计算值经传输线变换而获得的结果作了对比。     

K波段平顶波束赋形反射面天线设计

为了获得照射均匀的平顶波束,使用反射面赋形的方法,设计了一款工作在19～22 GHz的单偏置反射面天线.结合Zernike多项式展开法与遗传算法优化反射面形面,采用天线远场照射面特定区域照射电平差值作为目标函数以实现平顶波束.仿真结果表明,赋形后天线方位面方向图在±8°范围内,照射电平波动小于0.6 dB,电平幅度大于20 dBi.