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一种第四代海事卫星通信天线的研究

作　者: 刘占友
导　师: 房少军
学　校: 大连海事大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 海事卫星通信宽频带天线单元天线阵馈电网络
分类号: TN828.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着INMARSAT(国际海事卫星组织)第四代海事卫星的应用,卫星容量大幅增涨,是第三代卫星的16倍,与第四代海事卫星密切相关的通信业务也急剧增加。目前,中国交通通信中心推出的BGAN(全球宽带局域网)业务已具备了移动通信3G的全部功能。由于传统海事卫星天线的尺寸及带宽已经很难满足BGAN业务移动终端便携及语音、视频、上网等多功能的设计要求,取而代之的是一种新型的小型化宽频带天线。本文的研究课题是在北京宇通科技有限公司与大连海事大学微波实验室合作的科研项目的基础上提出来的,其目标是设计一种适用于第四代海事卫星通信BGAN业务移动终端的新型天线。本文在广泛参考国内外文献的基础上,通过理论公式与仿真软件相结合的方法,对第四代海事卫星通信天线进行了设计。该设计主要包括三个方面,即单元天线设计、天线阵列设计和馈电网络设计。第一,本文在分析一点馈电单片矩形圆极化天线及多层结构宽频带微带天线的基础上,设计了一种新型的第四代海事卫星通信天线单元。该天线单元采用一点馈电双层矩形切角圆极化微带天线的形式,具有体积小、频带宽、成本低廉等优点。仿真和实测结果表明,该天线单元的技术指标满足BGAN业务的工程要求。第二,本文根据微带天线平面相控天线阵理论,为所设计的第四代海事卫星通信天线单元设计了平面天线阵。该平面天线阵由12个天线单元按三角形栅格排列而成,最大辐射方向为θ=0°。仿真结果表明,该平面天线阵具有增益高、主瓣张角宽、副瓣电平低等优点。第三,本文根据功率分配器的基本理论,为第四代海事卫星通信天线阵列设计了馈电网络。该馈电网络由T型结功率分配器,Wilkinson功率分配器及微带传输线阵线组成。仿真结果表明,该馈电网络的带宽约为40%,满足第四代海事卫星通信天线带宽的设计要求。

一种第四代海事卫星通信天线的研究

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