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移动卫星通信终端天线极化跟踪研究

微波学报 2012年第3期28卷 48-50,89页

作者：吴瑞荣邹永庆汪伟中国电子科技集团第38研究所合肥230031

针对移动通信终端天线的极化失配损失问题,利用两个正交线极化天线结合相应的馈电网络实现了任意方向的线极化波,用于移动状态下的天线极化跟踪。提出了通过控制两个正交线极化天线的相位差来接收任意线极化波的方法,并给出了相位差与... 详细信息

针对移动通信终端天线的极化失配损失问题,利用两个正交线极化天线结合相应的馈电网络实现了任意方向的线极化波,用于移动状态下的天线极化跟踪。提出了通过控制两个正交线极化天线的相位差来接收任意线极化波的方法,并给出了相位差与极化角的关系。当两个正交线极化天线增益及其对应通道间的幅度和相位均相同时,接收到的信号强度随相位差的变化而作余弦,且当相位差ψ为2θ-π2时,信号强度有最大值。基于该方法进行理论仿真,并得到了极化跟踪曲线,与测试结果相比,吻合良好。将该方法应用到卫星通信移动终端,在运动过程中信号稳定,未出现明显极化失配现象,验证了该算法的有效性。

关键词：移动卫星通信天线极化跟踪

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机械调整式极化跟踪器

无线电通信技术 2014年第3期40卷 55-57页

作者：阮云国邓智勇张博中国电子科技集团公司第五十四所河北石家庄050081

在低剖面动中通天线系统中,辐射器多为平板阵列或柱形抛物面的形式,由于天线高度限制,无法通过旋转天线面板的方式进行极化跟踪,需要独立的极化跟踪调整机构,针对此提出了一种新型机械调整式极化跟踪器,具有结构紧凑和可靠性高的特点。... 详细信息

在低剖面动中通天线系统中,辐射器多为平板阵列或柱形抛物面的形式,由于天线高度限制,无法通过旋转天线面板的方式进行极化跟踪,需要独立的极化跟踪调整机构,针对此提出了一种新型机械调整式极化跟踪器,具有结构紧凑和可靠性高的特点。通过电机驱动波导关节及OMT实现上行极化调整。基于极化波合成的工作原理,提出了系统设计方案,并描述了核心器件的设计方法。给出仿真与实测结果,且二者吻合较好。

关键词：动中通极化正交器极化跟踪

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“动中通”接收天线极化匹配及跟踪技术研究

现代电子技术 2009年第12期32卷 103-105页

作者：王道平陈辉华何敏第二炮兵工程学院陕西西安710025

为了稳定"动中通"接收天线的极化轴,克服波束滚动引起的交叉极化干扰,从而提高"动中通"通信质量。以波束实时对准为依据,分析极化匹配的原理,研究"动中通"中交叉极化干扰的产生途径。利用坐标旋转变换导出极化角的计算公式,讨论极化跟... 详细信息

为了稳定"动中通"接收天线的极化轴,克服波束滚动引起的交叉极化干扰,从而提高"动中通"通信质量。以波束实时对准为依据,分析极化匹配的原理,研究"动中通"中交叉极化干扰的产生途径。利用坐标旋转变换导出极化角的计算公式,讨论极化跟踪的必要性,建立极化跟踪的模型。采用电子变极化技术设计了适用于平板天线的"全电子"新型极化跟踪网络,阐述该网络的工作原理,为"动中通"的极化跟踪提供了新的途径。

关键词：动中通极化匹配交叉极化干扰极化跟踪

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一种TM_(01)多模耦合器

西安电子科技大学学报 2013年第5期40卷 124-129页

作者：许智翟会清梁昌洪西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 中国空间技术研究院西安分院陕西西安710100

提出了一种频段间隔较远的双频段工作的TM01模耦合器设计方法.该耦合器由耦合器主体和合成网络两部分构成.耦合器主体将两个频段分离开,合成网络将低频段的圆极化收发与线极化跟踪两两分离开.阐述了设计原理,设计了一个Ka频段耦合器,测... 详细信息

提出了一种频段间隔较远的双频段工作的TM01模耦合器设计方法.该耦合器由耦合器主体和合成网络两部分构成.耦合器主体将两个频段分离开,合成网络将低频段的圆极化收发与线极化跟踪两两分离开.阐述了设计原理,设计了一个Ka频段耦合器,测试性能良好.

关键词：多模耦合器圆极化线极化极化跟踪

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一种用于移动卫星通信的变极化器

微波学报 2016年第S2期32卷 397-399页

作者：王小陆周雁翎汪伟卢晓鹏中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽合肥230088

变极化装置是卫星通信天线关键设备之一。采用端射探针变换和对称转门结正交模结构设计了一种用于极化跟踪的快捷可变极化器,实现了射频信号两个正交极化分量的实时跟踪、分离和提取功能。电磁仿真和优化结果表明,设计的变极化器具有宽... 详细信息

变极化装置是卫星通信天线关键设备之一。采用端射探针变换和对称转门结正交模结构设计了一种用于极化跟踪的快捷可变极化器,实现了射频信号两个正交极化分量的实时跟踪、分离和提取功能。电磁仿真和优化结果表明,设计的变极化器具有宽频带和高极化隔离性能,在Ku频段1.8GHz频带内,极化隔离度优于22d B,端口反射损耗小于-20d B。

关键词：变极化极化跟踪正交模耦合器卫星通信

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低成本车载相控阵动中通天线跟踪技术

低成本车载相控阵动中通天线跟踪技术

作者：赵海军合肥工业大学

学位级别：硕士

伴随着迅猛发展的卫星通信技术,“动中通”卫星通信系统己成为了一种良好的移动通信方式,越来越多的民用和军用移动设备上安装有“动中通”卫星通信天线,实现卫星与地面的远距离、不间断通信。尤其是现代战争和车载系统中,迫切需要卫星... 详细信息

伴随着迅猛发展的卫星通信技术,“动中通”卫星通信系统己成为了一种良好的移动通信方式,越来越多的民用和军用移动设备上安装有“动中通”卫星通信天线,实现卫星与地面的远距离、不间断通信。尤其是现代战争和车载系统中,迫切需要卫星通信地面终端具备良好的机动性,必须具备“动中通”能力。本文中对动中通的研究是基于平板天线的“动中通”系统展开的。首先对“动中通”的基本概念、发展前景以及“动中通”的难点和关键作了阐述。天线控制子系统的阐述中主要针对“动中通”的指向和跟踪两大难点运用基于矢量修正误差补偿方法,以克服数字移相器量化误差,使数字移相器能够按照一定规则进行馈相,以达到稳定指向。通过仿真表明该方法可以使天线获得较高的指向精度。初始阶段,利用机械伺服系统驱动电机调整波束指向,可以完成相控阵天线的初始对准。本文对相控阵天线“动中通”系统的跟踪技术进行了深入的研究,提出了基于同时扰动随机梯度估计“动中通”步进跟踪算法。同时扰动随机梯度估计算法搜素最优的移相器移相值来产生波束去指向目标信号。所有移相器的移相值同时被扰动,然后在一次迭代中更新所有的移相器的移相值达到提高收敛速度的目的。通过数字仿真展现了算法的性能。针对移动通信终端天线的极化失配损失问题,对馈电网络的结构进行了设计,提出了一种新型的极化自适应方案,利用两个正交线极化天线结合相应的馈电网络实现了任意方向的线极化波,用于移动状态下的天线极化跟踪。由于极化跟踪网络使用数字移相器,导致了系统最终的合成功率有不同程度的下降,对此进行了实验仿真并进行了结果分析。最后对课题的工作做出总结。

关键词：动中通平板天线同时扰动随机梯度估计极化跟踪

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双通道电调变极化天线前端的研究与设计

双通道电调变极化天线前端的研究与设计

作者：曹效通东南大学

学位级别：硕士

微波收发信机是电子通信系统中的关键设备和重要组成部分。目前,在移动卫星通信系统中(动中通),为了实现较为精准的实时通信需要高精度的快速波束跟踪,电控调相变极化和机械闭环极化跟踪技术常用于实现天线的极化跟踪和变极化应用。其... 详细信息

微波收发信机是电子通信系统中的关键设备和重要组成部分。目前,在移动卫星通信系统中(动中通),为了实现较为精准的实时通信需要高精度的快速波束跟踪,电控调相变极化和机械闭环极化跟踪技术常用于实现天线的极化跟踪和变极化应用。其中电控调相变极化具有高精度和低延时的特点。本文设计了一款工作在11.7GHz-14.5GHz应用于卫星通信系统的双通道电调变极化天线前端。该系统具有较小的移相步进、较高的移相精度以及更快的处理速度,相比其他技术具有高精度和低延时的优势。首先,由于该天线前端系统是频分双工系统,其接收和发射采用的是同一个天线,需要双工器来提供足够的隔离度保证系统收发互不干扰。本论文提供了双工器的模式化设计流程,便于在不同频段和不同场景下快速设计出符合要求的双工器。论文中具体设计了一款基于基片集成波导结构的双工器,该结构采用了双孔耦合和单排金属通孔的滤波结构,有高阶、低插损、重量轻、高隔离度以及便于快速设计的特点。经过实物制作和测试,双工器在接收频段11.7GHz至12.75GHz具有低于4dB的插入损耗以及优于12dB的回波损耗;在发射频段13.75GHz至14.5GHz具有低于3dB的插入损耗和优于12dB的回波损耗,在整个收发频段提供高于70dB的收发隔离度。其次,论文给出了双通道电调变极化天线前端的系统设计方案。方案采用实时变极化,主要通过对两路信号相位的控制实现任意通道输出任意极化的信号,并设计了系统其余各个模块,包括三级低噪声放大器、滤波器、功分器以及微带和基片集成波导结构的3dB电桥。各模块的实物测试结果具有很好的性能。最后,对所设计的整个收发系统进行了实测。测试结果表明,接收机在12GHz处具有50dB增益以及2.22dB噪声系数,输出1dB压缩点为5dBm,两路中频信号输出均可实现任意通道移相步进2.6°以及最大移相180°;发射机在14GHz处对64QAM信号的调制EVM为2.21%,相邻信道抑制比为34.3dBc,输出三阶截点为26dBm,两路射频信号输出也可以实现任意通道移相步进2.6°以及最大移相180°,满足设计要求。

关键词：电调变极化极化跟踪双工器基片集成波导

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反射面天线及多频段馈源系统研究设计

反射面天线及多频段馈源系统研究设计

作者：冯长德西安电子科技大学

学位级别：硕士

卫星通信由于覆盖面广,不受地理因素的限制,同时对地面通信系统起到补充作用,是移动通信领域不可或缺的一部分。反射面天线以其高增益,结构简单稳定、功率容量大等优势在卫星通信系统中得到了大量应用。随着近年来信息技术的快速发展,... 详细信息

卫星通信由于覆盖面广,不受地理因素的限制,同时对地面通信系统起到补充作用,是移动通信领域不可或缺的一部分。反射面天线以其高增益,结构简单稳定、功率容量大等优势在卫星通信系统中得到了大量应用。随着近年来信息技术的快速发展,所要求的通信容量更大、通信速率更快,因此,天线技术的发展趋势必然是向高频段、宽带化、多频段发展。反射面天线在这方面具有很大的优势,近年来又成为研究热点之一。而反射面天线的频率特性主要在于其馈源和馈电网络技术,本文以反射面天线及其馈源网络为主要研究对象,内容涵盖以下部分:1.反射面天线及其馈源网络简介。简要介绍了卫星通信的现状、反射面天线的发展历程和馈源技术在国内外的发展及现状。对目前应用比较广泛的环焦天线的基本原理和性能优势进行了简单的分析,并依据工程应用的实际要求,给出了一个Ku/Ka多频段一体化馈源网络的实现方案,从原理和性能要求等方面对馈电网络中的部分元件进行了简要分析。2.环焦反射面天线设计。为了避免传统双反射面天线的馈源遮挡问题,设计了一款环焦双反射面天线。设计了一款工作于Ku/Ka多频段的大张角波纹喇叭,通过优化其结构参数,使其在±40°照射角内具有合适的照射电平分布,同时优化副面结构参数,使得最终的环焦反射面天线效率在Ku/Ka多频段宽频带范围内高于63%。3.K/Ka双频段宽带馈电网络设计。设计了工作于K/Ka双频段的宽带圆极化器、正交模耦合器和滤波器等馈电网络器件,圆极化器采用方波导四脊结构,通过优化设计,在整个宽频带范围内达到了90±3°的移相范围;正交模耦合器采用易于一体加工的结构形式,便于精确加工制造;最终馈电网络各端口的电压驻波比小于1.23,收发端口隔离度大于110d B。***/Ka双频段一体化宽带馈源系统的研究。设计了馈电网络的关键器件分波头,采用十字门结构形式耦合出Ku信号,将Ku频段信号与Ka频段信号分离;在Ku通道上添加能有效地抑制高次模和寄生通带的块模式滤波器有并结合皱折滤波器,提高了Ku/Ka频段的隔离度。设计了Ku频段十字转门和180°移相器,用于Ku频段极化跟踪。设计了结构紧凑的一体化馈电网络拓扑结构,并与环焦反射面结合进行天线整体设计和仿真分析,结果表明在工作频段内天线实现了61%以上的效率。***/Ka双频段分时工作馈源系统设计。针对一体化馈电网络Ku频段与Ka频段相互影响的缺点,设计了一种具有独立Ku频段与Ka频段的双通道结构,通过旋转该结构,可以使得Ku/Ka双频段一体化波纹喇叭分别与Ku频段馈电网络和Ka频段馈电网络单独联通,实现Ku频段与Ka频段的分时工作,取消分频装置的同时消除了Ku频段与Ka频段的相互影响,提高了各个馈电网络通道的性能。

关键词：环焦天线卫星通信波纹喇叭极化跟踪分频器

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一种用于移动卫星通信的变极化器

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