下载文档原格式
第6章反射面天线Helmut E. SchrankGary E. EvansDaniel Davis6.1 引言天线的作用雷达天线的基本作用是实现电磁波的自由空间传播和导波传播之间的转换。
发射期间天线的特定功能是将辐射能集中到具有某种形状的定向波束内，以照射指定方向的目标。
接收期间天线收集目标反射的回波信号能量并将之送往接收机。
因此，在以发射方式和接收方式工作时，雷达天线起到互易的，然而是相互关联的作用。
在两种方式或者作用中主要的目的都是要精确确定目标的方向角。
为实现此目的，需要有高度定向的（窄的）波束，从而不仅达到所需的角精度，而且能够分辨相互靠得很近的目标。
雷达天线的这一重要特性可以定量的用波束宽度来表示，也可以表示为发射增益和有效接收孔径。
后两个参量相互成正比，并且与检测距离和角精度有直接关系。
许多雷达都设计成工作在微波频率，这时用适当物理尺寸的天线就能获得窄的波束宽度。
以上雷达天线的功能性描述意味着一副天线既用于发射，又用于接收。
虽然大多数雷达系统都是这样工作的，但是也有例外，如一些单基地雷达采用收发分离的天线，当然，双基地雷达按定义必定是收发分离的天线。
在这一章中，重点介绍较常用的单部天线，特别是广泛使用的反射面天线。
相控阵天线的内容参见第7章。
波束扫描与目标跟踪由于雷达天线一般具有定向波束，大范围的角度覆盖要求窄波束快速往复地在空域内扫描，以保证不论目标在哪个方向上都能探测到。
这就是警戒雷达或搜索雷达的功能。
有些雷达系统设计成一旦探测到目标便可进行跟踪，这种跟踪功能要求专门设计与警戒雷达天线不同的天线。
在某些雷达系统中，特别是在机载雷达中，将天线设计成既具有搜索又有跟踪的功能。
测高大多数警戒雷达都是二维坐标的，只测定目标的距离和方位坐标。
在早期的雷达系统中，另外的测高天线通过机械俯仰摆动来测量第三个坐标，即仰角，由此计算出空中目标的高度。
现在设计的3D雷达采用一副天线测量所有三个坐标，例如，一部天线在接收方式工作时在俯仰方向形成多个堆积波束，而在发射方式工作时形成宽覆盖的垂直波束。
雷达的工作原理雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。
雷达的基本任务是探测感兴趣的目标，测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。
雷达主要由天线、发射机、接收机（包括信号处理机）和显示器等部分组成。
雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。
天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。
电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。
天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。
由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。
接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。
为了测定目标的距离，雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间，这个延迟时间是电磁波从发射机到目标，再由目标返回雷达接收机的传播时间。
根据电磁波的传播速度，可以确定目标的距离公式为：S=CT/2 其中S为目标距离，T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间，C为光速雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。
通过机械和电气上的组合作用，雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向，一旦发现目标，雷达读出些时天线小事的指向角，就是目标的方向角。
两坐标雷达只能测定目标的方位角，三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。
测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能，雷达测速利用了物理学中的多普勒原理：当目标和雷达之间存在着相对位置运动时，目标回波的频率就会发生改变，频率的改变量称为多普勒频移，用于确定目标的相对径向速度，通常，具有测速能力的雷达，例如脉冲多普勒雷达，要比一般雷达复杂得多。
雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。
其中，作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。
扫描法测量有源相控阵天线方向图及误差分析摘要：本文从单元一致性、地面反射、测量天线相位中心误差和方向图等方面分析了波束扫描法的误差来源，讨论了减小误差的方法，给出了改进后的实测方向图，结果表明，该方法原理简单、实施有效，对外场测量大尺寸阵列天线方向图具有重要意义。
【关键词】有源相控阵扫描法误差分析地面反射1 引言随着大规模相控阵天线的应用，在外场不具备精确坐标测量条件时，仅有测量天线情况下，波束扫描法可以准确的测量大型有源相控阵天线方向图，其测量误差主要来自单元一致性、地面反射、测量天线、相位中心等。
2 扫描法测量方向图基本原理被测天线有N个距离为d的单元组成，如图1所示。
根据相控阵天线理论，天线方向图为：天线方向图F（θ，φ0）是指固定波束指向φ=φ0，阵列天线对不同方向电磁波响应的集合；而扫描方向图F（θ0，φ）是指连续调整波束指向，阵列天线对固定方向θ=θ0电磁波响应的集合。
可以证明，不考虑单元方向图、地面反射等影响，天线方向图F（θ，φ0）与扫描方向图F（θ0，φ）相等。
3 波束扫描法测量方向图误差分析单元一致性主要通过单元方向图Fi（θ，φ）对扫描法测量精度产生影响，这是由于天线单元一致性差别及阵列中互耦环境的变化引起的。
地面反射通过多径效应影响扫描法测量误差。
架设测量天线应满足远场条件，有条件时，在阵面前方的合适位置摆放一定高度的“吸波墙”。
几何中心与相位中心的偏移造成最大电平的偏移，影响扫描法测量的精度，如图2所示。
因此，若外场不具备坐标精确测量的条件，可以优先通过扫描法对准测量天线相位中心与被测天线相位中心。
测量天线的方向性及有限的波束宽度影响扫描法在多大的角度范围内有效。
为减小这一误差，测量天线方向图不宜过窄，对整个阵面单元的最大张角须控制在一个较小的范围以内。
4 实验与结论以测量现有的一个全数字有源相控阵方向图验证了波束扫描方法的有效性，该阵列为24×1的线阵，得到接收均匀加权方向图如图3所示。
相控阵天线和反射面天线主要技术指标下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!相控阵天线和反射面天线主要技术指标引言在现代通信领域，相控阵天线和反射面天线是两种重要的天线技术。
通信电子中的频谱拓展技术频谱是有限的自然资源。
而随着人类社会的快速发展和科技的不断进步，对频谱资源的需求也越来越大。
频谱拓展技术就是为了在有限频谱内，提高频谱利用率，满足观众对于通信电子服务的增长需求而提出的方案。
在本文中，我将从以下几个方面来探讨频谱拓展技术。
一、频谱拓展技术的现状目前，常用的频谱拓展技术主要有两种，即波束赋形技术和智能反射面技术。
波束赋形技术的原理是通过改变天线方向，将信号集中在接收端，从而提高信号的强度和质量。
智能反射面技术主要是通过改变反射面的形状和位置，将信号反射到接收端，从而提高信号的强度和质量。
二、波束赋形技术的优缺点波束赋形技术的优点是可以较大程度地减少干扰和多径损失，提高信号清晰度。
同时，由于采用了自适应提高功率的方式，可以减小信号功率的浪费和对环境的污染。
但是，这种技术还需要相对复杂的硬件和算法支持，成本较高，运行过程中的稳定性和抗干扰性也需要进一步提高。
三、智能反射面技术的优缺点智能反射面技术的优点是可以在不添加额外设备的情况下提高信号覆盖面积，从而增加频率利用率。
同时，由于采用了集中控制的方式，可以简化硬件和算法的设计和实现。
但是，这种技术需要相应的管理和调度机制来实现反射面的动态调整和优化，同时还需要考虑到反射面的材料和结构对信号传输的影响。
四、未来频谱拓展技术的发展趋势未来频谱拓展技术的发展趋势主要包括以下几个方面。
第一，为提高传输速率和减少干扰，将会有更多的新型编码和调制技术被应用。
第二，为了支持更多的应用场景和设备，将会有更多的频段和频谱资源被开放和利用。
第三，将会有更多的软件化和虚拟化技术被应用，以提高效率和降低成本。
综上所述，频谱拓展技术是满足通信电子服务快速发展需要的重要手段。
通过不断地技术创新和发展，相信我们可以更加高效地利用频谱资源，为人们带来更好的用户体验和服务质量。
相控天线制作方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述相控天线是一种用于无线通信系统的重要设备，它通过控制相位和振幅来实现波束的形成和指向性的调整。
相控天线由多个天线单元组成，每个天线单元都可以通过控制电路实现相位和振幅的调整。
通过动态调整每个天线单元的相位和振幅，相控天线可以实现快速、精确的波束形成，并且能够在不同通信方向上进行灵活的调整。
相控天线制作方法是研发相控天线的关键步骤之一。
在制作相控天线时，需要考虑多个因素，包括天线单元的数量、布局方式、天线单元之间的相互作用、射频电路设计等。
目前，相控天线的制作方法主要包括以下几个关键要点。
首先，需要确定相控天线的天线单元数量和布局方式。
天线单元的数量决定了相控天线的指向性和波束宽度，通常情况下，天线单元越多，相控天线的指向性和波束的分辨率越高。
天线单元的布局方式可以是线性阵列、面阵列或其他形式，不同布局方式对相控天线的指向性和波束形成的效果有所影响。
其次，需要设计相控天线的射频电路。
射频电路主要包括解调器、功放器和相位调节器等功能模块，用于控制天线单元的相位和振幅。
射频电路的设计需要考虑信号处理算法和电路实现的匹配性，以确保相控天线可以有效地实现波束形成和指向性调整。
最后，还需要进行相控天线的制作和调试。
相控天线的制作过程中需要注意天线单元的精确安装和布线，以及射频电路的正确连接和调试。
在制作完成后，还需要进行相控天线的性能测试和指向性测量，以验证相控天线的波束形成效果和指向性调整能力。
总之，相控天线制作方法是实现相控天线功能的重要环节，通过合理设计和精确制作，可以实现相控天线的高效波束形成和指向性调整。
相控天线的研发和制作将为无线通信系统的发展带来更多的可能性和应用场景。
文章结构部分的内容可以包括以下几个方面的介绍：1.2 文章结构：本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
其中引言部分概述了相控天线制作方法的重要性及目的，为读者提供了进一步了解该主题的动力和背景。
(19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202010030404.0(22)申请日 2020.01.13(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号 CN 111245494 A(43)申请公布日 2020.06.05(73)专利权人 东南大学地址 211189 江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人 吴亮 袁华晨 张在琛 党建 李弈文 龚子轶 刘鹏 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 32200专利代理师 汤金燕(51)Int.Cl.H04B 7/06(2006.01)H04B 7/145(2006.01)H04W 4/02(2018.01)H04W 64/00(2009.01)(56)对比文件CN 108600944 A ,2018.09.28CN 110492911 A ,2019.11.22CN 108011656 A ,2018.05.08审查员 周立秋 (54)发明名称基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法，其中智能反射面可以根据基站发送的波束方向信息计算并调节智能反射面的参数，使波束指向服务的用户终端；能够高效地对智能反射面进行参数配置，实现精确的波束控制，此外基站不需要知道完全的信道状态信息，基站根据相应角度估计和飞行时间估计的结果，实现对用户终端的精确定位，在定位信息的辅助下，可以实现波束的精确控制，还可以有效减小波束控制的开销，提高系统的能量利用率；且上述基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法应用范围广泛，既适用于毫米波通信，也适用于太赫兹通信以及自由空间光通信。
权利要求书2页 说明书8页 附图3页CN 111245494 B 2022.06.10C N 111245494B1.一种基于智能反射面的定位信息辅助波束控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，智能反射面向基站上报智能反射面的反射面地理位置以及智能反射面的反射面姿态信息；步骤2，基站设置局部坐标系，根据本地的基站位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，分别计算基站与智能反射面之间物理距离以及波束方向信息，将波束方向信息中的离开角告知智能反射面；所述波束方向信息包括信号离开智能反射面时相对于智能反射面的离开角，以及到达基站时相对于基站天线所在平面的第一到达角；步骤3，智能反射面根据收到的离开角，设置智能反射面参数，使智能反射面到基站的第一波束方向与离开角重合；步骤4，基站根据第一到达角设计基站到智能反射面的第二波束方向，使得第二波束方向与第一到达角重合，并向用户终端下发上行导频信号发送指令；步骤5，用户终端收到基站的上行导频信号发送指令后，向基站发送上行导频信号；步骤6，基站收到用户终端发来的上行导频信号后，进行信号处理，联合估计到达角和飞行时间，得到第二到达角和第一飞行时间；步骤7，基站将第一到达角、第二到达角和第一飞行时间进行匹配，得到经过各个智能反射面的信号的第二飞行时间；步骤8，基站根据经过各个智能反射面的第二飞行时间，以及电磁波的传播速度，计算信号从用户终端经过各个智能反射面到达基站的总传播距离，将总传播距离减去智能反射面到基站之间的第一距离得到用户终端与智能反射面之间的第二距离；步骤9，基站根据多个智能反射面与用户终端之间的第二距离，确定用户终端的位置；步骤10，基站根据用户终端的位置、反射面地理位置和反射面姿态信息，在局部坐标系中计算智能反射面到用户终端的波束方向；步骤11，基站将智能反射面的波束方向信息发送给智能反射面；步骤12，智能反射面根据基站发送的波束方向信息计算并调节智能反射面的参数，使波束指向服务的用户终端。
波束扫描原理波束扫描原理是一种利用波束进行精密控制从而实现目标的捕获和锁定的技术。
在这种技术中，波束的方向经过改变来覆盖特定区域的目标。
这通常是通过用一个特殊的控制系统来控制波束发射，或者通过使用多个天线和面阵列来实现。
该技术被广泛应用于雷达、通信、导航、安全和其他领域。
传统的雷达系统通过波束覆盖一个宽阔的区域，因此可能会遇到距离较远的目标和邻近目标的干扰。
波束扫描技术通过聚焦波束来解决这一问题，从而实现更高的精度和准确性。
波束扫描技术还可以在具有多种模式的复杂场景下实现高效的探测、跟踪和搜索。
波束扫描的原理可以用以下步骤来描述：1. 发射波：雷达系统发射脉冲信号，该信号沿指定的方向形成波束。
2. 接收反射信号：波束扫描系统接收目标反射回的信号。
3. 分析反射信号：接收机对反射信号进行解调和分析，以确定目标的距离、速度和方向等信息。
4. 控制波束：终端通过控制发射的波束来定向跟踪指定目标。
5. 跟踪目标：终端跟踪目标的位置和运动状态。
6. 输出数据：系统根据角度、距离等参数输出对目标的探测、跟踪和搜索情况的数据。
一种常见的波束扫描系统是相控阵雷达（Phased Array Radar）。
该雷达系统通过控制相位，可以改变发射脉冲和接收波束的方向。
因此，它可以在不移动机械部件的情况下，获得高速捕获、高精度指向和快速重复扫描的能力。
因此，相控阵雷达系统可以自动跟踪空中目标，并在短时间内有效地探测和警告任何潜在风险。
它还可以用于地形成像、海洋测量和通信等领域。
总之，波束扫描技术虽然复杂，但它的许多优点使得它在现代雷达探测系统和其他特定应用领域中发挥着越来越重要的作用。
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－３１１４．２０２４．０２．００８引用格式：顾琪，苏鑫，孙艺玮，等．智能超表面中继的系统方案设计［Ｊ］．无线电通信技术，２０２４，５０（２）：２７８－２８７．［ＧＵＱｉ，ＳＵＸｉｎ，ＳＵＮＹｉｗｅｉ，ｅｔａｌ．ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅＳｙｓｔｅｍＳｃｈｅｍｅＤｅｓｉｇｎ［Ｊ］．ＲａｄｉｏＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２４，５０（２）：２７８－２８７．］智能超表面中继的系统方案设计顾 琪，苏 鑫，孙艺玮，袁弋非（中国移动通信有限公司研究院，北京１０００５３）摘 要：作为６Ｇ的潜在关键技术之一，智能超表面（ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅ，ＲＩＳ）通过改变电磁波的电磁特性，可以智能地重构无线传播环境。
研究ＲＩＳ的方案设计在提高系统性能、扩大应用范围、提高部署灵活性等方面有重要意义。
要将ＲＩＳ部署到未来的无线网络中，需要前期在标准化组织，例如３ＧＰＰ中进行重要的标准化研究工作。
虽然许多论文都在研究如何优化ＲＩＳ及其性能限制，但很少有论文研究ＲＩＳ标准化方案设计。
因此，介绍ＲＩＳ辅助通信的方案设计，包括初始接入方案、半静态节能控制方案、码本设计方案等，为未来的ＲＩＳ标准化方案设计提供一定的参考。
关键词：６Ｇ；智能超表面；超材料；方案设计中图分类号：ＴＮ９２９．５ 文献标志码：Ａ 开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：文章编号：１００３－３１１４（２０２４）０２－０２７８－１０ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅＳｙｓｔｅｍＳｃｈｅｍｅＤｅｓｉｇｎＧＵＱｉ，ＳＵＸｉｎ，ＳＵＮＹｉｗｅｉ，ＹＵＡＮＹｉｆｅｉ（ＣｈｉｎａＭｏｂｉｌｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００５３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｏｎｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆ６Ｇ，ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅ（ＲＩＳ）ｃａｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｌｙｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅｗｉｒｅｌｅｓｓｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｓ．ＩｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎｏｆＲＩＳｔｏｉｍｐｒｏｖｅｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｅｘｐａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｎｇｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ．ＤｅｐｌｏｙｉｎｇＲＩＳｉｎｔｏｆｕｔｕｒｅｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｓｒｅｑｕｉｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｒｉｏｒｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎｗｏｒｋｉｎｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓ３ＧＰＰ．ＷｈｉｌｅｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｐａｐｅｒｓｈａｖｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｈｏｗｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅＲＩＳａｎｄｔｈｅｉｒｕｌｔｉｍａｔｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｍｉｔｓ，ｆｅｗｐａｐｅｒｓｈａｖｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄＲＩＳｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｉｌｌｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎｏｆａＲＩＳａｓｓｉｓｔｅｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｎｉｔｉａｌａｃｃｅｓｓｓｃｈｅｍｅ，ｓｅｍｉ ｓｔａｔｉｃｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅ，ｃｏｄｅｂｏｏｋｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅ，ｅｔｃ．，ｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｆｕｔｕｒｅＲＩＳｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：６Ｇ；ＲＩＳ；ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎ收稿日期：２０２３－１１－１９０ 引言智能超表面（ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅ，ＲＩＳ），即智能反射面，是一种结合超表面材料和多天线的跨学科新兴技术，利用超材料调控反射电磁波的电磁参数，例如相位、频率、振幅等，实现对入射波的反射角控制，形成不同方向的反射波束。
国外通信卫星灵活有效载荷技术与趋势研究(上)朱贵伟;李博【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】8页(P26-33)【作者】朱贵伟;李博【作者单位】北京空间科技信息研究所;北京空间科技信息研究所【正文语种】中文随着容量性能、设计寿命的不断提升，通信卫星在轨工作期间如何更加高效地服务不同区域、不同时域的不同应用需求，提升转发器利用效率，提高收入回报，是通信卫星运营商近年来关注的焦点问题，灵活有效载荷的概念应运而生。
2008年，欧洲航天局（ESA）组织召开第一届先进灵活通信载荷工作会后，工业界开始大规模重视该领域的发展，并取得了较多进展。
1 灵活有效载荷技术体系通信卫星质量、功率和结构空间是载荷灵活性的最大约束条件，传统的卫星灵活性设计主要通过星上关键通信设备的冗余配置实现，这样就会产生额外的星上资源开销，从而导致灵活性和整星通信容量之间的矛盾。
因此，随着技术的演进，卫星灵活性在实现途径上一个很重要的原则就是不过度增加载荷负担。
灵活有效载荷关键技术体系目前来看，根据任务类型和需求的不同，国外对通信卫星载荷各层级的灵活性，主要依靠对传统星上通信链路所涉及各个单机/元器件环节的技术改进，而非增加冗余度的方式实现，可分为天线、射频前端、中频/基带处理单元三大部分，本文据此对灵活有效载荷涉及的关键技术进行了梳理。
总体来看，目前各技术领域的发展水平和成熟度差别较大，而且这些灵活度的作用和效果各不相同。
1）天线部分侧重波束覆盖能力的灵活性，主要利用传统无源反射面天线的机械/电调节，实现波束移动与尺寸缩放，利用有源阵列天线和波束成形网络，实现波束位移、形变及数量调节等。
2）射频前端部分对应频谱管理和功率分配的灵活性，主要利用灵活变频器以及带宽、中心频点可调滤波器，改变单个信道的频谱特性，而可步进式调整的功率放大器与上述设备配合，能够对业务数据的传输速率等进行按需调节。
3）中频/基带处理单元部分对应链路互联互通与协议体制调节方面的灵活性，分别利用数字信道化器在中频进行精细分路和交换，利用完全再生式的星载处理器进行解调、译码后进行数据处理和分组交换路由等，支持相应的网络协议等。
