空间相控阵通信天线

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1、空间相控阵通信天线原创】情报讨论——空间相控阵通信天线相控阵天线是由多个天线单元（辐射器）组成的阵列天线，每一个天线单元带有一个移相器，由计算机掌握移相器，可转变天线口径的相位分布，从而转变天线的波束样子。对于有源相控阵天线，每个单元除了移相器之外，还包括放射信号的功率放大器（HPA）和接收信号的低噪声放大器（LNA）等电路。相控阵天线具有常规机械扫描天线所没有的若干技术特点：1)天线波束的快速扫描力量天线波束位置的转换可以在微秒时间内完成，天线波束扫描是无惯性的。这使相控阵天线不仅具有快速响应时间、高数据传输率、多目标通信力量，还可以使天线固定，去掉天线的伺服驱动系统，建设大型或者巨型天线。

2、2)天线波束样子的快速改变力量按天线方向图综合理论，在计算机掌握下通过转变相控阵天线中的每个单元上信号的幅度和相位分布，可高速转变天线波束的样子（波瓣宽度、副瓣位置、副瓣天线、天线副瓣凹口的数目与位置），使相控阵天线具有很多工作的敏捷性和自适应力量。3)空间定向与空域滤波的力量相控阵天线中，由于相邻天线单元或者子线阵接收信号之间的相位差即含有目标（辐射源）的角位置信息，因此，提取出这一相位误差，即可实现目标的空间定向。与对时间序列信号进行频率滤波一样，对从相控阵天线中多个单元上接收到的空间信号序列，可以进行空域滤波。这使得相控阵可以同时进行空间和时间二维信号处理。4)空间功率合成力量在每一个天

3、线单元上设置一个功率放大器或者锁相振荡器，只要维持他们的输出信号的相位相关性及要求的幅度分布，他们就可在空间实现功率合成。这一特点使得相控阵天线在单部放射机功率有限的状况下也能获得要求的特大功率。它使得微波电真空功率器件在解决要求的特高功率问题上有了更大的敏捷性，同时也是微波半导体功率器件进展的一个主要的推动因素。5)天线与卫星平台共形的力量有源相控阵雷达天线可以设计成与卫星平台共形，即将阵列天线安装在具有各种简单外形的表面上。6)多波束形成力量利用同一个相控阵天线口径可获得多个天线波束，实现全空域掩盖，这一技术特点将会给天线性能的提高带来巨大的潜力。1.1.WGS卫星WGS卫星的讨论重点在于

4、相控阵天线和数字信号处理技术，敏捷解决了通信容量、掩盖区、连接和掌握问题。WGS的通信数据率目标是2.1-3.6Gbps，比以往的系统高10倍。通信频段为X和Ka频段，支持C4ISR（Command,Control,Communications,Computers,Intelligence,Surveillance,andReconnaissance）。WGS对世界上最重要的威逼区域供应通信掩盖，X频段带宽为500MHz，Ka频段带宽为1GHz。通过频率复用和数字管道化，每颗WGS卫星可以拓展为超过4.8GHz的通信带宽，从而实现2.1Gbps的通信速率。WGS实现了19个掩盖区，包括10个K

5、a频段掩盖区、8个X频段掩盖区、1个X频段全球掩盖。X频段采纳了相控阵天线技术，实现8个可控的移动波束，可以指向任何需要的地区。WGS系列第一发卫星于2021年10月10日放射，2021年5月12日开头正常工作，实现了创纪录的440Mbps传输速率。WGS卫星是世界上第一颗装备X频段多波束相控阵天线的卫星，也是第一颗实现X、Ka频段交链的卫星。1.1.WINDS卫星日本的WINDS卫星是具有高速传输力量（高达1Gbps）的Ka频段通信卫星，具有星上ATM交换力量，配备了高EIRP多波束天线（MBAs），以及具备高速扫描力量的有源相控阵天线（APAAs）。星上安装了用于大容量、高速通信的Ka频段

6、有源相控阵天线，收发各有2个可控波束，在地球视场内快速跳变，跳变间隔为2ms，从而为更为宽阔的掩盖区域供应通信服务。