卫星通信天线简介
卫星通信天线简介
常用卫星通信天线简介
天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。
反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线作简
单介绍。
1.抛物面天线
抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。接收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。
图1 抛物面天线
抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放
重量带来的结构不稳定性必须被考虑。
2.卡塞格伦天线
卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的
卫星天线参数
卫星天线参数
卫星天线的参数包括以下几个方面:
1. 频率范围:指天线可以接收和发送的频率范围。不同类型的卫星通信系统有不同的频率要求。
2. 增益:指天线在某个方向上的辐射功率相对于理想点源的辐射功率的增加倍数。增益决定了卫星天线的接收和发送能力。
3. 馈电方式:常见的馈电方式有两种,一种是直馈方式,即天线与卫星通信设备直接相连;另一种是通过馈电系统进行传输,输出信号再经过馈电系统进入卫星通信设备。
4. 极化方式:指天线在信号传输中,电磁波的振动方向和
传播方向之间的关系。常见的极化方式有水平极化、垂直
极化、圆极化等。
5. 天线类型:根据天线的结构和功能,可以分为平板天线、抛物面天线、喇叭天线、Horn天线等多种类型。
6. 天线尺寸:指天线的物理尺寸,包括直径、长度、宽度等。天线尺寸的选择与实际应用场景和需求有关。
7. 通信覆盖范围:指卫星天线能够覆盖的区域范围,通常
由天线的波束和天线指向控制系统决定。
以上是一些常见的卫星天线参数,具体的参数会根据不同
的卫星通信系统和应用场景有所不同。
卫星天线知识
卫星天线知识
卫星:我们平常所说的搜中六,新天11等都是指赤道面上的卫星的名称,它们都是地球同步卫星,相对于地球是静止的,所以才有地面固定的天线对准就能搜到信号。
理论基础:
天线:天线聚合面的形状---抛物面(不管是C还是Ku),目的是将卫星发射下来的(近似)平行的微弱信号汇聚到一点。
理论基础:
抛物线:平面内,到定点与定直线的距离相等的点的轨迹叫做抛物线,其中定点叫抛物线的焦点。抛物线绕主轴旋转一周就是抛物面。抛物面的一个特点就是平行于主轴的平行线过来经抛物面反射后会汇聚到焦点。(手电筒的灯泡就是在焦点位置,经过抛物面反射后发出去的平行光。)
C天线是抛物面底部垂直于轴线的面切出来的 Ku天线是抛物面的侧面切出来的(椭圆形)
卫星天线分类:卫星天线可分为正馈和偏馈,正馈就是我们常说的大锅,接收C波段节目;偏馈也叫小锅,接收Ku节目。
比较:C波段信号覆盖地域广,信号强度弱,接收天线要求面积大;KU波段信号强,但覆盖地域小,因此天线面积较小。(Ku波段的雨衰耗较大,因为Ku波段的最大波长为62.5px,与雨滴或雪花的线度接近)
推杆天线:
由推杆和天线组合而成,其中推杆需要单独线路供电。可用单独的控制盒或者STB页面的Diseqc 1.2控制其转动。(苏州楼顶最东边有一个推杆天线)
极轴天线:
由马达和天线组合而成,其中马达靠信号线供电,由diseqc 1.2控制。可用STB页面的Diseqc 1.2或者USALS控制其转动。(苏州楼顶东南角有一个极轴天线)
卫星天线 原理
卫星天线原理
卫星天线是一种用于接收和传输卫星信号的设备,通常用于卫星通信和卫星电视接收。它们的工作原理基于以下几个方面。
1. 焦点原理:卫星天线通过将信号聚焦在一个特定的点上来增强信号强度。天线的主要元件是一个反射器,通常是一个抛物形或拋物面。当卫星信号在天线上照射时,它会被反射到聚焦点上,然后被天线接收器收集。
2. 方位角和俯仰角:卫星天线需要根据特定卫星的位置来调整方位角和俯仰角。方位角是指卫星相对于观察者的水平角度,而俯仰角是指卫星相对于观察者的垂直角度。通过调整这两个参数,卫星天线可以准确地指向特定卫星。
3. LNB(低噪声放大器):卫星天线的接收器通常包含一个LNB,它起到放大和频率转换的作用。LNB会将接收到的信号放大,并将其转换到一个适当的频率范围内,以便传输到接收设备进行处理。
4. 天线指向控制:为了实现准确的信号接收,卫星天线通常配备一套天线指向控制系统。这个系统可以根据卫星轨道参数和接收设备的要求,自动调整天线的方位角和俯仰角。通常,它通过电机和传感器来实现。
5. 天气条件考虑:卫星信号的接收受天气条件的影响较大,包括降雨、云层和大气湿度等。卫星天线通常要考虑这些因素,并在设计中采取相应的措施,以减少信号损耗并保持稳定的信
号传输。
总之,卫星天线利用反射器、聚焦原理和天线指向控制来接收和传输卫星信号,同时考虑天气条件和信号处理等因素,以确保高质量的信号接收和传输。
移动通信基站的天线
移动通信基站的天线
移动通信基站的天线是移动通信系统中的重要组成部分,主要用于发送和接收无线信号。本文将详细介绍移动通信基站天线的相关内容,包括天线的类型、工作原理、安装位置等。
一、类型
移动通信基站的天线主要分为以下几种类型:
⒈方向性天线:主要用于定向传输信号,可以提高信号传输的准确性和稳定性。
⒉环形天线:可以在一个较大的范围内进行信号传输,适用于环形或者大范围的通信需求。
⒊定频天线:用于特定频段的信号传输,可以提高信号传输的效果。
⒋多频段天线:可以同时兼容多个频段的信号传输,适用于多种通信制式的需求。
二、工作原理
移动通信基站天线的工作原理主要分为两个方面:
⒈发送信号:天线通过收集基站内部的信号,将其转化为电波信号并发送出去。
⒉接收信号:天线通过接收外部的电波信号,将其转化为基站可以处理的信号并传输给基站。
三、安装位置
移动通信基站天线的安装位置需要考虑以下几个因素:
⒈高度:天线的高度可以影响信号的传输范围和质量,一般会选择在较高的位置安装,比如建筑物的屋顶。
⒉方向:天线的安装方向需要根据通信需求来确定,可以根据信号的传输方向和覆盖范围来选择合适的安装方向。
⒊遮挡:天线的安装位置需要避免高层建筑、树木等障碍物的遮挡,以确保信号传输的稳定性和准确性。
附件:
⒈天线安装示意图
⒉天线技术规格书
法律名词及注释:
⒈移动通信基站:提供移动通信服务的设施,包括天线、基站设备等。
⒉无线信号:通过电磁波的方式进行传输的信号,常用于无线通信。
⒊信号传输范围:指信号可以传输的最大距离。
⒋信号传输质量:指信号传输的稳定性和准确性。
天线的基本知识
天线的基本知识
天线是无线通信中的重要组成部分,其作用是将电信号转换为电磁波进行传输或接收。天线是无线通信系统中的关键元件,其性能直接影响到通信质量和距离等因素。下面将介绍天线的基本知识。
一、天线的定义和作用
天线是一种用于发射或接收电磁波的装置。在无线通信中,天线的作用是将电信号转换为电磁波发射出去,或者将接收到的电磁波转换为电信号进行处理。天线在无线通信系统中起着桥梁的作用,连接着发射机和接收机之间的电信号与电磁波之间的转换。
二、天线的基本原理
天线的工作原理是基于电磁学的知识。当电流通过天线时,会在天线附近产生电磁场。这个电磁场会随着电流的变化而产生变化,从而形成电磁波并辐射出去。当接收到的电磁波通过天线时,会在天线上感应出电流,从而实现电磁波到电信号的转换。
三、天线的结构和类型
天线的结构形式多种多样,常见的有单极天线、双极天线、方向天线、全向天线等。单极天线是指由一个导体构成的天线,常见的有垂直天线和水平天线。双极天线是由两个导体构成的天线,常见的有偶极子天线和环形天线。方向天线是指天线辐射或接收信号的主要方向是有限的,适用于需要指向性传输的场景。全向天线是指天
线辐射或接收信号的主要方向是全方向的,适用于需要全向传输的场景。
四、天线的性能指标
天线的性能指标主要包括增益、方向性、频率响应、波束宽度、驻波比等。增益是指天线在某个方向上辐射或接收信号的能力,是衡量天线性能好坏的重要指标。方向性是指天线在某个方向上辐射或接收信号的能力相对于其他方向的能力。频率响应是指天线在不同频率上的辐射或接收信号的能力。波束宽度是指天线主瓣辐射功率下降到峰值功率的一半所对应的角度范围。驻波比是指天线输入端的驻波比,用来衡量天线和传输线之间的匹配程度。
通信技术中的卫星通信与天线技术
通信技术中的卫星通信与天线技术
随着科技的不断进步,通信技术已经成为了现代社会不可或缺的一部分。在通信技术的发展中,卫星通信与天线技术起到了重要的作用。本文将探讨卫星通信和天线技术在通信领域的应用和发展。
卫星通信是一种通过卫星进行信息传输的技术。通过将卫星置于地球轨道上,可以实现遍布全球的无线通信。卫星通信具有广覆盖、高可靠性和大容量等特点,在远距离通信和广播、电视传输等方面发挥着重要作用。在卫星通信中,主要涉及到两个方面的技术:卫星上行和卫星下行。
首先是卫星上行技术。卫星上行是指由地面站向卫星发送信号。在这个过程中,天线是至关重要的组成部分。天线的作用是将地面站发射的电波精确地聚焦到卫星上。天线的设计与制造需要考虑到信号的频率、方向性、增益和极化等因素。常见的卫星通信天线包括方向天线、高利得天线和扁平天线等。不同类型的天线适用于不同的通信需求,如扁平天线适用于海事通信和行业监测,方向天线适用于广播和电视传输。
其次是卫星下行技术。卫星下行是指卫星向地球发送信号。在这个过程中,地面站接收到信号后需要解码和处理。卫星通信中地面站的天线同样起到非常关键的作用。地面站的天线负责接收卫星传回的信号,并将其转换成电信号。电信号将通过解码设备被解码和处理,最终转换成可供人们理解的信息。地面站的天线数量和配置取决于需求。高密度地区通常需要更多的天线进行接收。
值得一提的是,在卫星通信中,天线技术的发展也非常快速。传统的天线设计往往笨重且不方便安装和调整。然而,随着科技的进步,一些新型的天线设计推出,例如可调式天线和自适应天线。这些新型天线可以根据实时的通信需求进行调整和优化,大大提高了通信的效率和性能。
GPS天线的简介
GPS天线的简介
GPS天线就是指通过接受卫星信号,从而进行定位或者导航所用到的天线.
GPS卫星信号为L1和L2,频率分别为1575.42MHz和1228MHz,当中的L1为开放的民用信号,信号
为圆形极化.信号一般在166-DBM左右,属于弱信号.
GPS天线的分类
⒈从极化方式上GPS天线分为垂直极化和圆形极化.
以现在的技术,垂直极化的效果比不上圆形极化.因此除了特殊情况,GPS天线都会采用圆形极化.
⒉从放置方式上GPS天线分为内置天线和外置天线.
天线的装配位置也是十分重要.早期GPS手持机多采用外翻式天线,此时天线与整机内部基本隔离,EMI几乎不对其造成影响,收星效果很好.现在随着小型化潮流,GPS天线多采用内置.此时天线必须在所有金属器件上方,壳内须电镀并良好接地,远离EMI干扰源,比如CPU、SDRAM、SD卡、晶振、DC/DC.
车载GPS的应用会越来越普遍.而汽车的外壳,特别是汽车防爆膜会GPS信号产生严重的阻碍.一
个带磁铁(能吸附到车顶)的外接天线对于车载GPS来说是非常有必要的.
GPS天线的构造
目前绝大部分GPS天线为右旋极化陶瓷介质,其组成部分为:陶瓷天线、低噪音信号模块、线缆、接头.
其中陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、PATCH,它是GPS天线的核心技术所在.一个GPS天线的信号接受能力,大部分取决与其陶瓷部分的成分配料如何.
低噪声信号模块也称为LNA,是将信号进行放大和滤波的部分.其元器件选择也很重要,否则会加大GPS信号的反射损耗,以及造成噪音过大.
线缆的选择也要以降低反射为标准,保证阻抗的匹配.
卫星通信天线的优点
卫星通信天线的优点
卫星通信天线可以及时、准确、有效地传输信息,同其他通信系统相比,雅驰实业研发的卫星通信天线,具有以下独特的优势和特点。
1.覆盖范围广
它能覆盖其他地面通信手段难以覆盖到的区域,如广阔的海洋、沙漠,支持在偏远地区和全球通信。
2.对通信距离不敏感
在卫星通信中,通信速率和成本同两个站之间的距离几乎无关,这常称为卫星通信的距离不敏感性。
3.信道条件比较好
卫星通信系统受自然和环境的因素影响较小,信道条件比较好,不像短波通信那样容易受到电离层的影响,可以获得比较稳定的通信质量。
4.通信容量大
卫星通信系统的可用带宽比较宽,适合话音、数据、视频和图像等等各种业务的综合传输。在商业上,卫星通信目前主要作为越洋干线的备份手段。
5.卫星通信具有广播能力
由于通信卫星离地面距离高,单科卫星的覆盖范围大,单颗GEO卫星可以覆盖超过地球表面三分之一的面积,其覆盖范围内的各种终端均可通过卫星天线实现通信。
6.支持移动通信
卫星通信是一种无线电通信,相对于地面有线通信,可实现对大地域范围内移动用户的支持能力。
卫星天线原理
卫星天线原理
卫星天线是用于接收和传输卫星信号的重要设备。其原理是利用电磁波的传播和捕捉特性来实现对卫星信号的接收和发射。
卫星天线主要由发射器和接收器组成。在接收卫星信号时,卫星天线将电磁波辐射出去,当卫星信号通过电离层传播到卫星天线附近时,卫星天线捕捉到电磁波并将其转化为电信号。这个过程中,卫星天线的形状和尺寸以及材料的选取起到了关键作用。
卫星天线的形状一般为抛物面形状,这是因为抛物面可以将入射的电磁波聚焦到一个点上,提高接收效果。抛物面的焦点处放置接收器,当电磁波通过卫星天线抛物面后,会经过反射被聚焦到接收器上。
在卫星信号的发射过程中,发射器将电信号转换为电磁波,然后通过卫星天线进行辐射。同样,卫星天线的形状和尺寸也起到了关键作用。发射卫星信号时,卫星天线会将电磁波集中发射,并将其辐射出去。发射信号的频率和波束宽度也需要根据具体应用来进行调整。
此外,卫星天线在使用过程中还需要根据实际情况进行调整,以获取最佳的信号质量。调整的方式可以是改变卫星天线的指向角度或调整其位置。这样可以使卫星信号的接收或发射方向更加准确,提高通信质量。
总结起来,卫星天线的工作原理是利用电磁波的传播和捕捉特
性来实现对卫星信号的接收和发射。通过适当的形状、尺寸和材料选取,卫星天线能够有效地捕捉和辐射电磁波,提供高质量的通信服务。
常用卫星通信天线介绍
常用卫星通信天线介绍(一)
寇松江
(爱科迪信息通讯技术有限公司,北京,100070)
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天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特
点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。
反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段
天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线
作简单介绍。
1.抛物面天线
抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图
1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。由于
馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。接
收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。
图1 抛物面天线
抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。
2.卡塞格伦天线
卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的存在遮挡了一部分能量,使得天线的效率降低,能量分布不均匀,必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后,天线效率可提高到0.7—0.75,而且能量分布均匀。目前,大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。
卫星天线课件ppt
卫星天线的种类和用途
Hale Waihona Puke Baidu
按用途分类
电视接收天线、数据传 输天线、移动通信天线
等。
按结构分类
平板天线、抛物面天线 、反射面天线等。
按安装方式分类
固定式天线、移动式天 线、便携式天线等。
按极化方式分类
线极化天线、圆极化天 线等。
卫星天线的安装与调试
选择合适的安装位置
选择一个开阔、无遮挡物的位 置,以便更好地接收卫星信号
。
安装固定支架
根据天线的类型和尺寸,安装 合适的固定支架,以确保天线 的稳定性和安全性。
调整天线角度
根据所接收卫星的位置,调整 天线的仰角和方位角,以确保 最佳的信号接收效果。
信号调试
使用接收设备对天线进行信号 调试,以确保最佳的信号质量
首先需要确认卫星的具体位置,并确保天线指向正确。可 以通过查询卫星的经纬度信息来确定。
调整天线角度
根据卫星的位置和天线的安装位置,需要调整天线的仰角 和方位角,以确保能够接收到卫星信号。可以使用量角器 等工具进行精确测量和调整。
检查安装稳定性
天线安装角度不正确可能是由于安装不牢固或受到外力影 响导致的。需要确保天线安装稳定,且在安装过程中没有 受到外力干扰。
卫星天线工作原理
卫星天线工作原理
卫星天线是指用于接收和发送卫星信号的一种设备。它是卫星通信系统中不可或缺的组成部分,通过接收卫星发射的信号,实现与地面站之间的通信。下面将就卫星天线的工作原理进行详细介绍。
一、卫星通信的基本原理
卫星通信是利用地球上的卫星作为中继站,将信号从发射地传送到接收地的一种通信方式。它的基本原理是:发射站将信号通过天线发射到卫星上,卫星再将信号转发给接收站的天线,最后接收站的天线将信号接收下来。因此,卫星天线在卫星通信中起到了至关重要的作用。
二、卫星天线的组成
卫星天线主要由反射器、馈源、支架和驱动机构等部分组成。其中,反射器是卫星天线最关键的部分,它负责将从卫星发射的信号聚焦到馈源上。馈源则将信号传输到接收机或发射机。支架则是将反射器和馈源固定在一起,同时可以调整卫星天线的方向。驱动机构则用于控制卫星天线的方向和角度。
三、卫星天线的工作原理
卫星天线的工作原理可以简单分为两个步骤:接收和发送。
1. 接收信号
当卫星天线接收信号时,首先需要将信号从卫星上反射到反射器上。反射器是一个弧形的金属板,可以将信号聚焦到馈源上。反射器的曲率和大小对信号的接收效果有直接影响。接收到的信号经过馈源传输到接收机,进而进行解调和处理。
2. 发送信号
当需要发送信号时,卫星天线的工作原理与接收相反。发射机会将信号发送到馈源,然后通过馈源传输到反射器。反射器将信号反射到卫星上,再由卫星转发到目标地。发送信号时,卫星天线的方向和角度需要根据通信需求进行调整。
四、卫星天线的调整和控制
为了保证卫星天线的正常工作,需要对其进行调整和控制。首先是方向的调整,卫星天线需要指向卫星的方向,以接收或发送信号。其次是角度的调整,卫星天线的角度需要根据卫星的轨道和位置进行调整,以确保信号的传输质量。调整和控制卫星天线可以通过驱动机构来实现,驱动机构可以根据预设的参数自动调整卫星天线的方向和角度。
卫星通信系统的天线设计与优化
卫星通信系统的天线设计与优化
随着现代通讯技术的迅猛发展,卫星通信系统逐渐成为人们生活中必不可少的
一部分。卫星通信系统通过发射、接收卫星信号,完成信息传递,其中天线作为信息的传输媒介,承担着至关重要的作用。因此,卫星通信系统中天线的设计与优化,直接影响着其通信质量的高低。本文将简要介绍卫星通信系统中天线的设计要点和优化方法。
一、天线设计要点
1、频宽与增益的平衡
频带是指在一定范围内可行的无线电信号频率。卫星通信系统中,天线的平衡
应该综合考虑频带、增益等多个因素。频宽与增益的平衡指的是,当增益高时,频宽较窄,反之,增益低时频宽较宽,要达到一个合适的平衡点,才能实现较好的数据传输效果。在天线设计中,需要通过测试确定天线输出的增益和成本之间的平衡点,以保证系统运行效率。
2、天线尺寸
天线尺寸也是卫星通信系统中设计要点之一。天线尺寸的大小通常受到轨道高
度和空间分配等多个因素的影响。对于地球同步轨道(GEO)卫星车载天线一般
较大,而低轨卫星天线相对较小。因此,在进行天线设计时,需要考虑轨道高度、航天器重量和控制要求等设计要素。
3、天线指向性
天线的指向性通常用来指示其辐射模式和最佳工作方向。实际应用中需要根据
卫星通信系统的实际需求,选择不同的天线指向性配合使用。
二、天线优化方法
针对卫星通信系统中天线设计的要点,以下为天线的优化方法:
1、天线增益和频带的平衡优化
天线增益与频带的平衡优化,要考虑平衡系统设计和功能之间的关系。尤其是
由于卫星通信系统中天线频带窄,因此通常采用多用户共享同一频段的方式进行操作。这时,天线的增益尤其重要。通过进行数次测试,确定稳定的增益和频带值来达到系统优化。
卫星天线的介绍范文
卫星天线的介绍范文
一、工作原理:
卫星天线通常由抛物面反射器和馈源系统组成。抛物面反射器可以收
集并聚焦卫星发射的信号,然后将其集中到馈源系统的焦点上。馈源系统
由一个或多个发射或接收设备组成,它将电磁波转换为电信号或电信号转
换为电磁波进行发送或接收。
二、分类:
根据用途和安装方式的不同,卫星天线可以分为以下几种类型:
1.天线类型:
卫星天线主要分为接收天线和发射天线。接收天线用于接收卫星信号,通常用于卫星电视、互联网接入和电信通信等场景。发射天线则用于将电
信号转换为电磁波发射到卫星,广泛应用于卫星通信。
2.安装方式:
卫星天线可以分为固定式和可移动式两种。固定式天线一般安装在固
定位置,用于常规通信场景,例如卫星电视接收器。可移动式天线则可以
在不同地点进行安装和调整,适用于需要移动通信的场景,例如移动通信
车辆或船只。
三、性能特点:
1.增益:天线的增益表示天线将入射电磁波转换为有用信号功率的能力。增益越高,接收或发送的信号强度越大。
2.波束宽度:天线的波束宽度表示天线辐射模式的角度范围。波束宽度越小,天线的直射能量越集中,增加了信号的强度和可靠性。
3.极化方式:天线的极化方式包括水平极化、垂直极化和圆极化等。极化方式需要与卫星信号的极化方式相匹配,以最大限度地提高信号传输效果。
4.工作频率范围:天线的工作频率范围表示天线能够接收或发射的频率范围。不同的卫星通信系统使用不同的频率范围,因此天线的工作频率范围要与通信系统相匹配。
四、应用领域:
卫星天线广泛应用于电视广播、互联网接入、电信通信等领域。以下是一些常见的应用领域:
常用卫星通信天线介绍
常用卫星通信天线介绍
天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。
反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线作简
单介绍。
1.抛物面天线
抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。接收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。
图1 抛物面天线
抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放
重量带来的结构不稳定性必须被考虑。
2.卡塞格伦天线
卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的存在遮挡了一部分能量,使得天线的效率降低,能量分布不均匀,必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后,天线效率可提高到0.7—0.75,而且能量分布均匀。目前,大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。
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常用卫星通信天线简介
天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。
反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线作简
单介绍。
1.抛物面天线
抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。接收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。
图1 抛物面天线
抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放
重量带来的结构不稳定性必须被考虑。
2.卡塞格伦天线
卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的
存在遮挡了一部分能量,使得天线的效率降低,能量分布不均匀,必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后,天线效率可提高到0.7—0.75,而且能量分布均匀。目前,大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。
卡塞格伦天线的优点是天线的效率高,噪声温度低,馈源和低噪声放大器可以安装在天线后方的射频箱里,这样可以减小馈线损耗带来的不利影响。缺点是
副反射面极其支干会造成一定的遮挡。
图2 卡塞格伦天线
3.格里高利天线
格里高利天线也是一种双反射面天线,也由主反射面、副反射面及馈源组成,如图3所示。与卡塞格伦天线不同的是,它的副反射面是一个椭球面。馈源置于椭球面的一个焦点F1上,椭球面的另一个焦点F2与主反射面的焦点重合。格里高利天线的许多特性都与卡塞格伦天线相似,不同的是椭球面的焦点是一个实
焦点,所有波束都汇聚于这一点。
图3格里高利天线
4.环焦天线
对卫星通信天线的总要求是在宽频带内有较低的旁瓣、较高的口面效率及较高的G/T值,当天线的口面较小时,使用环焦天线能较好地同时满足这些要求。
因此,环焦天线特别适用于VSAT地球站。
环焦天线由主反射面、副反射面和馈源喇叭三部分组成,结构如图4所示。主反射面为部分旋转抛物面,副反射面由椭圆弧CB绕主反射面轴线OC旋转一周构成,馈源喇叭位于旋转椭球面的一个焦点M上。由馈源辐射的电波经副反射面反射后汇聚于椭球面的另一焦点M’,M’是抛物面OD的焦点,因此,经主反射面反射后的电波平行射出。由于天线是绕机械轴的旋转体,因此焦点M’构成一个垂直于天线轴的圆环,故称此天线为环焦天线。环焦天线的设计可消除副反射面对对电波的阻挡,也可基本消除副反射面对馈源喇叭的回射,馈源喇叭和副反射面可设计得很近,这样有利于在宽频带内降低天线的旁瓣和驻波比,提高天线效率。缺点是主反射面地利用率低,如图4所示,AA’间的区域没有作
用。
图4环焦天线
5.偏馈型天线
无论是抛物面天线,还是卡塞格伦天线,都有一个缺点,总有一部分电波能量被副反射面阻挡,造成天线增益下降,旁瓣增益增高。可以使用天线偏馈技术
解决这个问题。所谓偏馈天线,就是将馈源和副反射面移出天线主反射面的辐射区,这样就不会遮挡主波束,从而提高天线效率,降低旁瓣电平。偏馈型天线广泛应用于口径较小的地球站。这类天线的几何结构比轴对称天线的结构要复杂得多,特别是双反射面偏馈型天线,其馈源、焦距的调整要复杂得多。
图5偏馈天线
6.双频段天线
如果使用频率选择表面(FSS)作副反射面,就可以构成双频段天线。FSS是一种空间滤波器,通过在空间放置周期性的金属贴片或金属缝隙构成,它在某些频率可让电磁波无衰减的通过,而在另外一些频率将电磁波完全反射。其结构及电磁特性如图6所示,在频率f1电磁波被完全反射,在频率f2电磁波完全通过。如果我们使用这样的FSS作副反射面,并使馈源1工作在f1,馈源2工作在f2,则两个馈源可无干扰地工作在同一副天线上,如图7所示。利用相同地原理,可
制成多频段天线,这种技术已在卫星上得到应用。这种天线地优点是可有效利用
反射面,降低天线重量。
图6 FSS的结构及电磁特性
图7双频段天线
用卫星通信天线介绍(二)
平板天线
寇松江
(爱科迪信息通讯技术有限公司,北京,100070)
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1.平板天线介绍
平板天线采用阵列天线技术,将几十上百甚至上千个天线单元集成在一块平板上,以获得较高的增益。平板天线主要应用在雷达方面,近年来平板技术开始出现在卫星通信领域。
平板天线的天线单元种类很多,常用的有微带贴片、波导缝隙、喇叭天线等。平板天线可分为平板、平板相控阵、平板抛物面等类型。
2.平板天线与抛物面的比较
平板天线剖面低,易于小型化设计;平板天线的波束可赋形,可设计为多波束;易进行共形设计;平板相控阵天线更加适合高速载体上的动中通信。
平板天线的增益一般比同口径抛物面天线低,因为它的辐射效率、口径效率较抛物面低。
笔者认为,平板天线更适合于低剖面动中通方向的应用。
3.常见Ku波段平板天线介绍
平板天线的应用频带很宽,本文仅涉及Ku频段的天线。
(1)StealthRay 低抛面相控阵天线
StealthRay系列天线是Ku频段低剖面、双向动中通相控阵天线,是美国Raysat Anten na Systems(RAS)公司的产品。该公司是Raysat集团公司中的一员。Rasat在1997年获得了相控阵技术专利,并将其应用于卫星通信天线的开发之中。
相控阵天线最大的优势是波束方向的改变是电扫,而不是传统的机械扫描。波束方向改变迅速,无惯性。非常适合高速运动载体的通信。
StealthRay系列的最新产品是StealthRay 5000,其外形如图1所示。尺寸为115 L x 90 W x 21 H cm,外观优雅漂亮。跟星性能极为优良。