1-杜彪-低轮廓“动中通”天线技术

国内动中通天线自跟踪技术介绍1 动中通卫星通信系统的组成 (1)2 动中通天线跟踪方式介绍 (2)2.1 精确指向跟踪系统 (2)2.2 单脉冲自动跟踪方式 (3)2.3 混合跟踪方式（差分GPS） (3)3 动中通惯导比较 (4)1 动中通卫星通信系统的组成动中通卫星通信系统主要由天线自动跟踪系统和常规卫星通信系统两大部分组成，其中天线自动跟踪系统是关键技术。

2 动中通天线跟踪方式介绍目前，国内动中通系统天线自动跟踪系统有三大类：1精确指向跟踪系统；2单脉冲自动跟踪系统；3混合跟踪系统（差分GPS），这几种方式根据其技术特点，应用范围有所不同，分别介绍如下：2.1 精确指向跟踪系统精确指向跟踪方式根据车辆运动过程中位置（经度、纬度、高度）及姿态（航向角、俯仰角及横滚角）等参数，计算出天线指向卫星的方位角，俯仰角和极化角。

该系统要求陀螺惯导系统精度高，稳定性好（不漂移），但不能解决卫星定点位置的漂移问题，因而此种方式的优点是不需要捕获引导，可实现盲対星，不怕遮挡（但卫星通信本身还是怕遮挡的）。

但缺点是高性能高稳定度陀螺惯导（法国进口光纤惯导）价格昂贵，而且不能解决卫星定点位置的飘移，因而跟踪精度稍低。

经过国内相关机构多次调研和实际测试，在相同精度的陀螺设备中，激光陀螺比光纤陀螺的漂移累计周期短，一年内需进行多次相校。

进口光纤陀螺稳定周期长，漂移累积小，一般选用OCTANS法国高精度光纤陀螺惯性导航系统作为该跟踪系统的测姿部件。

相关指标如下：2.2 单脉冲自动跟踪方式单脉冲自动跟踪方式是跟踪卫星的信标，其主要的技术特点是利用单脉冲精密跟踪技术，实现卫星通信天线在移动载体上对卫星的精密跟踪。

因而主要的优点是跟踪精度高，不怕卫星漂移(由于受太阳和月亮引力的影响，静止卫星会在一个与地球赤道平台夹角不断变化的倾斜轨道上运行。

假设卫星轨道的东西位置保持不变，则从地球显道表面观察卫星的日漂移轨迹是一个对称于同步静止卫星轨道位置的“8”字形)。

0.6米Ku波段低轮廓动中通天线1.概述DGTX（Ku）－060型0.6米Ku波段低轮廓动中通卫星通信天线是针对应急移动宽带通信需求，严格按军标标准开发的高性能、低高度的动中通卫星通信天线，天线采用平板天线技术实现了高增益、低高度，很好地解决了运动载体对天线安装高度的严格限制。

天线跟踪系统采用三轴陀螺惯导跟踪与卫星信标跟踪相结合的混合跟踪方式，具有抗颠簸能力强、遮挡恢复快、跟踪精度高的优点，最大支持4MHz通信带宽。

天线目前已获得军方列装，适用于国内、外全部Ku波段的通信卫星。

2.技术指标2.1电性能指标l工作频率发射14～14.5GHz接收12.25～12.75GHzl天线增益（至天线外罩接口处）发射（14.25GHz）≥ 35.6dBi接收（12.5GHz）≥ 35.6dBil G/T值≥ 13（12.5 GHz） dB/K（天线仰角≥10°，晴空，LNA噪声温度80°K）l极化方式线极化，收发正交l电压驻波比（VSWR）：≤1.35l交叉极化隔离度≥30dB（静态），＞25dB（动态）l收、发端口隔离度≥85dB （在发射频段、含发阻滤波器）≥65dB （在接收频段、含收阻滤波器）l旁瓣特性第一旁瓣≤ -14 dBi（方位）旁瓣包络（θ为偏离方向与波束主轴方向之间的夹角）：− dBi α°＜θ≤48°3225lg()θ-10 dBi θ＞48°α取1°或100（λ/D）中大的值，λ为载波波长，D为等效天线直径。

其中：在θ＜9.2°时，超过包络线3dB的旁瓣数要少于10%；在θ＞9.2°时，不超过包络线6dB。

l功率容量≥100Wl馈源接口收发接口均为BJ-120（WR75）2.2机械性能l天线运动范围方位：360°无限俯仰：0°～90°极化：±130°l天线运动速度、加速度方位：速度≥100°/s ，加速度≥400°/s2俯仰：速度≥80°/s ，加速度≥400°/s2l驱动方式：电动l极化调整方式：极化电动（也可以手动调整）l天线高度（含天线罩）：298mml占用车顶面积：Φ1320mm2（直径）l天线控制器采用19英寸标准机箱，高度1Ul天线总重量：≤73.5Kg2.3天线对星及跟踪性能l跟踪方式：自动跟踪，信标跟踪与三轴陀螺惯导跟踪相结合；具有自动水平补偿、自动寻北、自动极化调整功能。

Ku频段“动中通”天线口径最小限值分析+ 贾玉仙 中国卫通集团有限公司1　引言2013年工信部发布了《卫星固定业务通信网内设置使用移动平台地球站管理暂行办法》（以下简称“办法”），其中，规定了包括 “动中通”在内的“车载、可搬移式或便携式移动平台地球站所使用的抛物面天线口径不得小于0.8米（非抛物面天线的电性能等效口径不得小于0.6米）”。

“办法”实施以来，行业内对该最小天线口径限制条件有很多争议。

一些“动中通”生产厂商认为，该限制条件限制了“动中通”的使用和发展，通过目前已经成熟的扩频技术，完全可以解决动中通在使用过程中的邻星干扰问题和功率超标问题。

一些用户也反映，最小天线口径的规定，使得动中通无法小型化，进而使得动中通的灵活性受到限制。

然而，“动中通”以往的实际使用情况表明，当采用如0.3米或0.45米等甚小口径的动中通时，为了节省卫星租用带宽，用户基本都未采用扩频技术，结果造成实际的邻星干扰和功率严重超标，对卫星转发器的运行管【摘 要】2013年工信部发布《卫星固定业务通信网内设置使用移动平台地球站管理暂行办法》以来，Ku频段动中通抛物面天线最小天线口径0.8米（非抛物面天线等效口径0.6米）的限制条件在业内引起强烈反响和广泛争议。

本文从邻星干扰和链路计算两个角度对该限制的必要性和合理性进行了分析。

【关键词】动中通 天线口径 限制条件 邻星干扰 链路计算理及其他相关网络造成严重的影响。

“办法”出台后，由于小天线“动中通”的逐渐减少，这些不规范现象已逐渐得到改善。

实际情况说明，对“动中通”最小口径进行限制是必要的、有效的。

本文从邻星干扰和链路计算两个角度，对0.8米抛物面天线口径限制条件的技术合理性进行分析，并在此基础上对0.6米低轮廓天线的口径限制条件进行简要地分析。

2.抛物线天线0.8米最小口径的限值分析1）邻星干扰分析对于任何一个地球站而言，为了避免其旁瓣信号发射到相邻卫星以造成对邻星的上行干扰，或通过该天线的接收旁瓣接收到来自相邻卫星的信号造成对自身信号的干扰，首先应该保证其上行和下行指向相邻卫星方向的信号落在天线方面图的远旁瓣上，而不宜落在主瓣和第一旁瓣上，否则由于天线方向图增益衰落在主瓣和第一旁瓣区域不够大（第一旁瓣指标通常要求比主轴增益低14dB以上，而14dB的衰落不足以隔离干扰）而容易形成有害的邻星干扰。

基于相控阵的卫星“动中通”天线现状及展望文I 国家无线电监测中心福建监测站朱杰赖新权摘埂：本文丨"I 顾/H 星“动屮迪”人线发MWft ?和趋势，洋细比较了传统机械天线与相控阼人线的优 缺点；介绍了基于til 校阵的U 星“动屮迪”天线现状及士:耍技术形忒，特別计对P 4内外不同炎甩的相控阵 天线产品进行了说明，指出f 各f l 产品在具体使川坏垃中的特点。

iiiifi ，对RM 移动通信平台屮fl 丨校阵天 线的发M 趋势进行乂键词：卫星通信“动中迪’’天线tl 丨控阵太线发M 趋势0引言随着卫星通信的技术发展和应用领域的拓展，人类关 于在任何时候、任何地点、任何情况下(甚至在高速移动中） 进行较好通信的愿望得以实现。

“动中通”天线技术研究 和产品开发是当前卫星通信技术领域的研究热点之一。

在 卫星通信系统中，地面卫星接收天线多采用性能较为优越 的反射面天线，但这类天线体积过大，影响了移动载体的 机动性。

高性能、重量轻、体积小、低轮廓以及易于安装 于移动载体的相控阵天线成为“动中通”系统研究的热点 之一⑴。

1 “动中通”天线发展历程及趋势“动中通”通信系统是指能在搭载平台高速移动过程 中与地球同步卫星保持稳定信息传输的地面通信系统。

“动 中通”通信系统具有覆盖范围广、传输质量好、传输距离 远、容量大等优点，能在移动平台上随时随地与卫星通信， 能满足军民应急、实时通信的需求121。

“动中通”天线经过20多年的发展，已经从传统拋 物面天线发展到低轮廓天线，其发展历程可以归纳为3个 阶段：高轮廓、中轮廓和低轮廓天线。

为了追求更低的剖 面，低轮廓天线已开始向相控阵天线和特种材料天线方向 发展（见图1 )。

回顾“动中通”天线的发展过程，首先出现的是以圆 口径反射面为主的高轮廓天线。

其优点是易于实现高增益、低旁瓣和低交叉极化性能；缺点是轮廓高，受其体积、重量的限制。

该类“动中通”天线主要用于大型移动载体（船 舶、大型车辆等）。

一种低轮廓超宽带天线的设计与分析张春青;王均宏;邹卫霞【摘要】以盘锥天线为基础,通过调整底盘尺寸、上锥张角的大小、馈电结构等方法,研究盘锥天线的输入和辐射特性随天线结构的变化关系,从而设计主辐射方向在水平面内的低轮廓超宽带天线.数值模拟结果表明,该天线具有很宽的工作频带和很好的时域特性,且具有较低的轮廓,可以应用在便携式设备中.【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(024)003【总页数】4页(P323-326)【关键词】盘锥天线;主辐射方向;超宽带;时域特性【作者】张春青;王均宏;邹卫霞【作者单位】中国药品生物制品检定所国家食品药品监督管理局医疗器械标准管理中心,北京,100050;北京交通大学光波技术研究所,北京,100044;北京交通大学光波技术研究所,北京,100044;北京邮电大学,泛网无线通信教育部重点实验室,北京,100876【正文语种】中文【中图分类】TN823+15盘锥天线是 Kandoian在 1945年提出的天线形式[1]。

理论上来说,盘锥天线的特性可由双锥天线推演而来[2-3]。

一些研究[4-7]表明,盘锥天线可以在很宽的频带范围内具有良好的性能。

大多数文献研究的是盘锥天线的频域特性,其超宽带特性研究较少。

笔者通过调整盘锥天线的底盘尺寸、上锥张角大小和馈电结构参数等方法,设计了一种主辐射场方向在水平面内的低轮廓超宽带天线,并研究该天线超宽带特性和时域特性。

图1给出了盘锥天线的仿真模型。

该天线采用同轴馈电的方式,内外轴间填充相对介电常数为2.65的介质,通过计算可知,馈电同轴的特性阻抗是50Ω;上锥母线长度是 50 mm(图 1a);天线的底盘是0.02mm的覆铜层,其半径 R4大小可以调整;介质基底的相对介电常数是 4.4。

本文中,馈电同轴的结构参数、介质基底的厚度和介电常数保持不变,在图 1中直接标出了这些参数值。

辐射方向图的形状与介质基底和上锥底端之间距离的大小(称为连接点的高度)、底盘尺寸和上锥张角大小三者有关。

基于捷联稳定的低成本动中通天线设计黄元庆【摘要】针对MEMS惯导器件精度差、无法完成寻北以及漂移速度快的缺点,引进GPS/北斗速度信息,通过卡尔曼滤波算法进行误差估计,实现了惯导姿态的稳定输出.在捷联稳定的基础上,叠加主面圆锥扫描,利用同步卫星信标进一步进行误差修正.通过实验验证,该方法能够在大动态情况下完成天线的稳定跟踪.【期刊名称】《河北省科学院学报》【年(卷),期】2016(033)004【总页数】5页(P36-40)【关键词】MEMS;GPS/北斗;卡尔曼滤波;捷联稳定;主面圆锥扫描【作者】黄元庆【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TN965随着卫星通信技术的发展以及移动通信的应用，移动载体卫星通信系统的需求量逐年增加[1]。

动中通天线作为通信系统的前端，完成信号的发射和接收。

因此，如何保证天线在载体移动过程中始终指向卫星，成为动中通天线的研究重点。

传统的动中通天线普遍使用单脉冲、副面圆锥扫描等平台稳定方式，其优点是跟踪精度高、对惯导依赖性低，但是由于复杂的网络结构以及副面圆扫机构，使得天线的复杂度大幅提高，必然造成可靠性的降低。

捷联稳定方式是另一种常用的动中通天线跟踪方式，其优点是结构简单，可靠性高，但是对惯导的精度要求很高，常用的激光惯导或光纤惯导的价格就有几十甚至上百万，造成整个动中通天线价格异常昂贵。

为了降低成本，本文采用低精度的MEMS惯导，引入GPS/北斗信息进行姿态修正，结合动中通天线系统中自身特有的信息与惯导进行信息融合，实现动中通天线的稳定跟踪。

由于MEMS陀螺、加速度计的精度以及零偏问题，单纯的MEMS惯导存在不可避免的误差及漂移问题。

为解决该问题，引入GPS/北斗的东向、北向、天向速度作为观测量，通过卡尔曼滤波器对陀螺、加速度计等惯性器件进行误差补偿，结合捷联惯性导航解算算法得到高带宽的角速度、加速度、位置、速度、航向、姿态信息。

低轮廓动中通天线
牛传峰;杜彪;韩国栋;张文静;路志勇;刘昕;张瑞东
【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》
【年(卷),期】2013(8)2
【摘要】对动中通天线的应用背景、发展历程、低轮廓动中通天线的类型进行了综述,比较了高轮廓、中轮廓、低轮廓动中通天线的性能特性,介绍了不同类型低轮廓动中通天线工作原理和代表产品,并分析了各种低轮廓动中通天线的技术指标及优缺点,进一步研究了低轮廓动中通天线的关键技术,最后对动中通天线的发展趋势进行了展望.
【总页数】7页(P149-155)
【作者】牛传峰;杜彪;韩国栋;张文静;路志勇;刘昕;张瑞东
【作者单位】中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081
【正文语种】中文
【中图分类】TN82
【相关文献】
1.低轮廓动中通惯导系统的研究 [J], 谭小琴;高山
2.展望中低轮廓动中通卫星天线系统的发展 [J], 刘营;许路
3.低轮廓“动中通”系统跟踪方法研究 [J], 陶昱;朱军
4.低轮廓动中通天线研究现状 [J], 李琳;万继响
5.车载低轮廓动中通的三轴稳定系统分析与设计 [J], 伍宗伟;姚敏立;蔡国新
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