衛(wèi)星天線的發(fā)展
通信衛(wèi)星天線的發(fā)展,經(jīng)歷了從簡單天線(標(biāo)準(zhǔn)圓或橢圓波束)、賦形無線(多饋源波束賦形和反射器賦形)到為支持個(gè)人移動(dòng)通信而研制的多波束成形大天線。
目前,全球波束仍采用圓波束,區(qū)域通信,大多數(shù)衛(wèi)星通信都采用雙柵、正交、單饋源、反射器賦形的天線設(shè)計(jì)。這種天線技術(shù)不僅已在大多數(shù)的通信衛(wèi)星上采用;同時(shí)也被世界上各主要的衛(wèi)星天線制造商所掌握,為支持個(gè)人移動(dòng)通信而研制的多波束成型大天線,目前也開始使用。主要的衛(wèi)星天線有以下幾種。
1)THURYU衛(wèi)星天線:
該衛(wèi)星天線由休斯公司研制。天線的物理尺寸為12.25米×16米,投影直徑12米,128個(gè)饋源,收發(fā)合一。該無線尤如一個(gè)由若干支撐桿支撐的雙環(huán)形,上環(huán)有一透明的拋物面支撐面,下環(huán)有一透明的拋物面反射器,兩拋物面之間由許多細(xì)繩拉緊。展開和收攏簡易可靠,每個(gè)支撐桿結(jié)點(diǎn)處由齒輪連接、控制。
該無線的設(shè)計(jì)具有下列特點(diǎn):
·一副收發(fā)合一的衛(wèi)星天線。對于任何一個(gè)點(diǎn)波束、發(fā)射波束和接收波束將完全重疊(同時(shí),不需要做第二副天線,極大地降低了天線分系統(tǒng)的重量。
·新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),達(dá)到了收攏狀態(tài)的小型化和簡易、可靠展開的目的。
·反射面采用介質(zhì)薄膜上鍍有金屬環(huán)的頻率選擇面,它只對工作頻率產(chǎn)生諧振而反射,其余則全部通過,消除了金屬對金屬之間的接觸,將使無源交調(diào)小。
·介質(zhì)薄膜采用非完全絕緣體材料--氧化銦,其電阻率在10(8次方)Ω左右,從而既保證了靜電完全卸載,又保持電磁波的穿透不受影響。
·128個(gè)饋源,同星上數(shù)字信號處理器的完美結(jié)合,有效保證覆蓋區(qū)點(diǎn)波束的要求。利用偏饋技術(shù),每8或20個(gè),甚至更多的饋源形成一個(gè)波束,總數(shù)可形成200-300個(gè)點(diǎn)波束。
·多點(diǎn)波束,14分貝的波束隔離;大大提高了頻率復(fù)用的次數(shù)(波束數(shù)/7),極大地節(jié)省了衛(wèi)星的頻率和頻帶。
·點(diǎn)波束的設(shè)計(jì),保證了天線的高增益,有效地支持了個(gè)人通信的需求。
衛(wèi)星接收天線,就是我們常說的大鍋,是一個(gè)金屬拋物面,負(fù)責(zé)將衛(wèi)星信號反射到位于焦點(diǎn)處的饋源和高頻頭內(nèi)。一般來說,天線口徑越大,節(jié)目的信號越強(qiáng),接收質(zhì)量越高。但考慮到成本、安裝等因素,用戶要求天線口徑越小越好。
單推桿極軸天線:單推桿極軸天線其功能與操作設(shè)定方式和鏈條極軸天線一樣,推桿天線為早期TVRO所使用的一種極軸天線,現(xiàn)今在東南亞國家的個(gè)人接收戶,也常使用此類天線接收2-3顆衛(wèi)星。
仰角方位式驅(qū)動(dòng)天線:仰角方位式驅(qū)動(dòng)天線是使用1-2支36V仰角步進(jìn)馬達(dá)推桿及一組36V方位步進(jìn)馬達(dá),當(dāng)天線在更換接收衛(wèi)星時(shí),仰角及方位馬達(dá)會(huì)輪替驅(qū)動(dòng),所以天線行走的路線會(huì)成鋸齒狀。
自動(dòng)衛(wèi)星跟蹤天線:自動(dòng)衛(wèi)星跟蹤天線廣泛應(yīng)用于海洋船舶,是由伺服驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)天線運(yùn)動(dòng),以便可以在運(yùn)動(dòng)中一直保持對衛(wèi)星的跟蹤。為了能夠準(zhǔn)切的計(jì)算出相應(yīng)的水平角,仰角,極化角,必須要有一個(gè)準(zhǔn)確的方向標(biāo),這個(gè)方向標(biāo)是由天線內(nèi)置的羅經(jīng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),或者是通過設(shè)備接口連接外部羅經(jīng)。然后經(jīng)過天線系統(tǒng)計(jì)算得出正確的數(shù)值,然后系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)器使天線準(zhǔn)確的定位。這種天線也是當(dāng)前復(fù)雜要求技術(shù)的天線。
衛(wèi)星天線的類型:
衛(wèi)星天線的類型有很多,不論是從他的大小以及它的工作原理等等來劃分,衛(wèi)星天線都可以分為好多的種類。種就是中心聚焦衛(wèi)星天線。中心聚焦衛(wèi)星天線就是我們通常所說的大鍋衛(wèi)星接收器,它的另一個(gè)名字叫做拋物線天線,這是由于它的形狀而得名的。中心聚焦衛(wèi)星天線是我國以前使用普遍的一種衛(wèi)星天線,但是隨著科技的發(fā)展。這種衛(wèi)星天線已經(jīng)不怎么使用了。另一種就是FRP一體成型衛(wèi)星天線,這是一種先進(jìn)的使用方便的新型的2、FRP一體成型衛(wèi)星天線。