衛(wèi)星移動(dòng)通信終端天線(xiàn)技術(shù)探討論文.doc

衛(wèi)星移動(dòng)通信終端天線(xiàn)技術(shù)探討論文 在當(dāng)前世界的通信領(lǐng)域內(nèi)，通過(guò)移動(dòng)的衛(wèi)星進(jìn)行通信，是人們應(yīng)用較為廣泛的方式之一，也是通信領(lǐng)域內(nèi)的重要課題。這種通信技術(shù)能夠保證在地球上的每個(gè)地方、每個(gè)時(shí)間點(diǎn)、每個(gè)用戶(hù)都能夠被納入到這種通信系統(tǒng)中來(lái)，可以說(shuō)極大程度上方便了人們的交流與溝通，促進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。國(guó)家鐵道部以及多個(gè)自然科學(xué)基金共同投資研發(fā)的車(chē)載相控陣天線(xiàn)技術(shù)，體現(xiàn)了我國(guó)衛(wèi)星移動(dòng)通信的具體應(yīng)用和進(jìn)步。 一、低增益全向天線(xiàn) 這種天線(xiàn)通常具備很高的全向性，它的結(jié)構(gòu)也主要包括交叉下垂偶極子天線(xiàn)，除此之外還包括四分螺旋天線(xiàn)和微帶圓柱盤(pán)天線(xiàn)等。通常情況下，偶極子天線(xiàn)會(huì)保持著交叉下垂的狀態(tài)，并且會(huì)通過(guò)一對(duì)偶極子天線(xiàn)在中心處，以交叉和垂直的方式組合而成。四根螺旋線(xiàn)的饋電幅度相同，相對(duì)相位分別為0度、90度、180度、270度。但是因?yàn)樗紦?jù)了所有同步衛(wèi)星軌道，所以無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行軌道復(fù)用。 二、中增益追蹤天線(xiàn) 中增益追蹤天線(xiàn)有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星的追蹤，分別是電控相控陣天線(xiàn)和機(jī)械自動(dòng)調(diào)向線(xiàn)天線(xiàn)陣。 2.1電控相控陣天線(xiàn) 相對(duì)于機(jī)械控制定位線(xiàn)天線(xiàn)陣來(lái)說(shuō)，電控相控陣天線(xiàn)更加的靈活、可靠。這種天線(xiàn)能夠完美地和地面的移動(dòng)物體保持一致的形狀，且具有十分美化的外觀，很難被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)天線(xiàn)進(jìn)行定向時(shí)，第一步就要在兩個(gè)交叉方向，水平和垂直方向上接收著最強(qiáng)的信號(hào)，繼而通過(guò)后來(lái)接收到的強(qiáng)信號(hào)完成定向系統(tǒng)的初始化進(jìn)程。通常情況下，追蹤模式會(huì)通過(guò)連續(xù)天線(xiàn)掃掠來(lái)完成對(duì)電控相控陣天線(xiàn)的把控，同時(shí)也會(huì)利用速率傳感器完成把控。在這種把控方式和力度之下，當(dāng)衰減現(xiàn)象變得更加明顯時(shí)，就會(huì)抑制住閉環(huán)系統(tǒng)所發(fā)揮的作用。此時(shí)，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)就開(kāi)始啟動(dòng)，并且會(huì)維持大約數(shù)秒種的時(shí)間，從而幫助傳感器完成漂移，達(dá)到初始化狀態(tài)。 2.2機(jī)械控制定位線(xiàn)天線(xiàn)陣 在中增益追蹤天線(xiàn)當(dāng)中，機(jī)械控制定位的天陣線(xiàn)屬于成本較為低廉的追蹤天線(xiàn)。盡管該天線(xiàn)與地面移動(dòng)物體之間的共形性較差，但是其具體的外觀和尺寸與低增益天線(xiàn)不同，是由多個(gè)微帶貼片組成的天線(xiàn)陣，這就使得其閉環(huán)系統(tǒng)主要采取的方式是單信道脈沖技術(shù)，其開(kāi)環(huán)系統(tǒng)主要采取的是速率傳感器技術(shù)，最后由兩者共同協(xié)作，完成天線(xiàn)定位。這種定位方式相對(duì)來(lái)說(shuō)更加準(zhǔn)確、可靠。完成定位之后，微帶貼片就會(huì)被切分成兩半，產(chǎn)生和信道和與差信道，繼而將差信道調(diào)制入和信道當(dāng)中，最后通過(guò)接受線(xiàn)路來(lái)完成對(duì)和信道的檢測(cè)。為了盡量減弱衰減的影響程度，必須通過(guò)和信號(hào)對(duì)差信號(hào)進(jìn)行歸一化處置，目的是為了盡可能產(chǎn)生誤差信息。運(yùn)行過(guò)程中，通常會(huì)通過(guò)搜尋系統(tǒng)來(lái)完成最強(qiáng)軸向信號(hào)系統(tǒng)的搜尋工作，以保證衛(wèi)星能夠被天線(xiàn)追蹤到，然后一旦追蹤到之后，閉環(huán)系統(tǒng)就開(kāi)始發(fā)揮作用。信號(hào)嚴(yán)重衰減時(shí)，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)，維持?jǐn)?shù)秒鐘，完成初始化工作。 三、實(shí)際應(yīng)用 衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，常采用低增益全向天線(xiàn)應(yīng)用于車(chē)輛移動(dòng)站的終端天線(xiàn)上，其仰角為20度到60度，其增益為3至6dB。這種天線(xiàn)的花費(fèi)較小，且使用較為簡(jiǎn)單。通常，移動(dòng)車(chē)輛會(huì)利用機(jī)械控制或中等增益平面來(lái)追蹤天線(xiàn)，這種天線(xiàn)仰角為20度到60度，方位角為360度，增益為10至14dB。對(duì)于固定站的移動(dòng)終端來(lái)說(shuō)，其通常采用強(qiáng)方向性的天線(xiàn)來(lái)追蹤天線(xiàn)，其增益能夠達(dá)到15dB至22dB之間，其仰角為5度到90度，這種天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)通常為一維天線(xiàn)陣。因?yàn)橐恍┨厥庠颍虼诉@種天線(xiàn)陣大多采用螺旋天線(xiàn)，因?yàn)槭紫?，其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，容易進(jìn)行功率饋送；其次，具備覆蓋接收和發(fā)射頻段的寬頻帶特征；最后，機(jī)械結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，易于上手，每個(gè)陣元能夠提供7.5dB的增益，能夠通過(guò)波束的振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)誤差檢測(cè)。當(dāng)前，衛(wèi)星移動(dòng)通信已經(jīng)發(fā)展到了航空通信領(lǐng)域，如何進(jìn)一步提升其應(yīng)用范圍，是非常值得探討的話(huà)題。 四、結(jié)論 綜上所述，筆者可以得出結(jié)論：相對(duì)于中增益天線(xiàn)來(lái)說(shuō)，低增益的全向性天線(xiàn)具備良好的全向接收特性的優(yōu)點(diǎn)，不需要對(duì)衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行追蹤，且具備非常高的性?xún)r(jià)比，使用成本較低，但同時(shí)也存在一些缺陷，就是對(duì)于衛(wèi)星的發(fā)射能量有著非常高的要求，且無(wú)法進(jìn)行信道復(fù)用；中增益天線(xiàn)則具備較高的增益，且星間的隔離性較強(qiáng)，可以用于信道復(fù)用，但是同樣無(wú)可避免地存在一些缺陷：其波束較窄，因此地面的物體進(jìn)行移動(dòng)或者是轉(zhuǎn)向時(shí)，中增益天線(xiàn)必須電控或者機(jī)控來(lái)保持追蹤狀態(tài)，從而確保天線(xiàn)指向衛(wèi)星。盡管電控相控陣天線(xiàn)具備非常良好的性能，但是其使用成本較高；機(jī)械調(diào)向天線(xiàn)陣成本較低，但其共形性又有所欠缺。 參考文獻(xiàn): 1無(wú)奇.衛(wèi)星移動(dòng)通信終端天