天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能
地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线
反射面型天线的特点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输
反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等
下文对一些常用的天线作简单介绍
1. 抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点 F 上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图 1 所示
发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射
由于馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射
接收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量
图 1 抛 物 面 天 线 抛 物 面 天 线 的 优 点 是 结 构 简 单 , 较 双 反 射 面 天 线 便 于 装 配
缺 点 是 天 线 噪 声 温 度 较 高 ; 由 于采 用 前 馈 ,会 对 信 号 造 成 一 定 的 遮 挡 ;使 用 大 功 率 功 放 时 ,功 放 重 量 带 来 的 结 构 不 稳 定 性 必 须 被 考 虑
2. 卡 塞 格 伦 天 线 卡 塞 格 伦 天 线 是 一 种 双 反 射 面 天 线 , 它 由 两 个 发 射 面 和 一 个 馈 源 组 成 , 如 图 2 所 示
主 反 射面 是 一 个 旋 转 抛 物 面 , 副 反 射 面 为 旋 转 双 曲 面 , 馈 源 置 于 旋 转 双 曲 面 的 实 焦 点 F1 上 , 抛 物 面 的 焦 点与 旋 转 双 曲 面 的 焦 点 重 合 ,即