多波束天线

  Baike ·  2010-03-13 09:13  ·  26235 次点击
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能产生多个锐波束的天线。这些锐波束(称为元波束)可以合成一个或几个成形波束,以覆盖特定的空域。多波束天线有透镜式、反射面式和相控阵式等三种基本形式。此外还有以相控阵作为反射面或透镜馈源的混合形式。
data/attachment/portal/201111/06/143316aacz9nxqmukbqnnx.jpg多波束天线
多波束透镜天线利用透镜把馈源所辐射的能量汇聚起来形成一个锐波束,当透镜焦点附近设置多个馈源时,便相应形成指向不同的多个元波束(图1a)。控制各馈源的激励振幅和相位,能使这些元波束合成为具有特定形状的成形波束。图1a还表示出用19个元波束覆盖地球的配置情况。这19个元波束可由排成六边形的19个馈源喇叭产生(图1b右下角)。对各馈源激励的控制是利用波束形成网络来实现的。图1b中是一种典型的波束形成网络,它主要由可变功率分配器和移相器组成,能向馈源阵激励所需的振幅和相位分布。由于馈源偏离透镜焦点会引起彗形像差而使旁瓣电平升高,馈源的偏焦角不能过大,但可适当组合多个喇叭的辐射来压低波束的旁瓣电平。
data/attachment/portal/201111/06/143317ygb9hjbkkjajoc81.jpg多波束天线
多波束反射面天线它在反射面焦点附近有多个馈源来形成多波束。为避免馈源系统对反射面口径的遮挡,通常采用偏置单(双)反射面形式。这类天线与多波束透镜天线工作情形相似,但较为轻便简单,是较常用的多波束天线形式。图2为最早用于商用通信卫星的偏置抛物面多波束天线,馈源阵由88个方形喇叭组成。辐射右旋圆极化波时,形成两个“半球波束”;同时辐射左旋圆极化波形成两个“区域波束”(图2)。这4个成形波束都工作于4吉赫频段而互不干扰,因而能增加通信容量(四重频谱复用)。
多波束相控阵天线由许多辐射元排阵构成,用波束形成网络向阵列单元激励所需的振幅和相位,以形成不同形状的成形波束。它的优点是可对波束数目和形状进行灵活控制,并可控制波束作快速扫描;但结构较复杂,造价高。
多波束天线具有以下几个特点:①元波束窄而且增益高,若用多个发射机同时向各波束馈电,可获得较远的作用距离;②合成波束能覆盖特定形状的空域;③能以组合馈源方式实现低旁瓣。多波束天线不但用于雷达系统,从60年代中后期以来已在卫星通信和电子对抗等技术领域获得应用,成为改进卫星通信系统性能的一项关键性技术,也是现代电子对抗中分选大量目标的一种重要手段。
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