Ka波段衛(wèi)星通信寬帶微帶陣列天線的研究.pdf

1、微帶陣列天線廣泛應(yīng)用于車載、機載、星載及衛(wèi)星通信地球站等系統(tǒng)中,與其他衛(wèi)星天線相比,它具有尺寸小,重量輕等優(yōu)點,同時天線還可以與饋電網(wǎng)絡(luò)共型設(shè)計,降低了旋轉(zhuǎn)慣量,方便了衛(wèi)星天線伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計。目前的衛(wèi)星通信系統(tǒng)正向?qū)掝l帶,低成本,多功能,智能化,小型化的方向發(fā)展。衛(wèi)星通信可用的頻譜資源非常有限,Ku頻段已非常擁擠,隨著通信信息容量需求的不斷增大,Ka頻段的發(fā)展吸引了世界的目光。
　　本文的主要工作是Ka波段衛(wèi)星通信微帶陣列天線

2、的研究。采用單層輻射貼片結(jié)構(gòu),通過口徑耦合饋電技術(shù),饋線匹配技術(shù),選取合適的介質(zhì)基片及引入空氣層等方式展寬頻帶,設(shè)計了分別工作在Ka波段衛(wèi)星通信上行頻段和下行頻段的微帶天線單元,進行了仿真及優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上組成4單元微帶天線陣以及4×8元微帶天線陣,對4×8元微帶天線陣進行仿真及優(yōu)化,仿真結(jié)果表明天線陣在18.8~21.5GHz范圍內(nèi)VSWR﹤1.5,絕對帶寬為2700MHz,相對阻抗帶寬為13％,增益20dBi。同時對該天線陣進行了測

3、試,測試結(jié)果表明天線陣在19.2~22.6GHz范圍內(nèi)VSWR﹤1.5,絕對帶寬為3400MHz,相對阻抗帶寬為16%,與仿真結(jié)果吻合較好。為了提高天線增益,進一步展寬天線頻帶,降低旁瓣電平,又采用雙層懸置輻射貼片結(jié)構(gòu)設(shè)計天線單元,引入空氣層并改用低介電常數(shù)薄介質(zhì)基片,組成4單元微帶天線陣,加工并制作了實物。用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試天線駐波比和回波損耗,在微波暗室中測試天線方向圖和增益。又運用道爾夫-契比雪夫方向圖綜合法以四單元天線陣為子陣