机载卫星通信地球站平板天线的设计与仿真

摘要

20世纪以来人类生活发生了天翻地覆的变化，其中通信与信息技术充当了引领者的角色。其中卫星通信以其独特的优点始终在通信领域独树一帜：卫星通信的最大特点在于引入了卫星，将人类通信的信号扩大至航空航天的范围，卫星充当了空中的巨大的转发器与交换设备。随着高速数字信号处理技术的飞速发展，卫星能够处理的通信信息越来越丰富，数字化的设备集成度越来越高，可以实现语音、传真、视频、因特网连接、卫星电视转播与军用保密信息传送等等，卫星通信始终以高精尖为特点，受环境与地理条件的限制最小。在卫星通信的发展过程中军民两用的卫星通信设备越来越多，其中最具特色的是卫星通信地球站的研究与发展。卫星通信地球站有很多种类型，比如机载平台、船载平台、车载平台等等方式，在现代社会应用非常广泛。
　　本文的研究重点是基于机载平台的卫星通信地球站的平板天线的研究。卫星通信地球站是卫星通信系统中的地面模块单元，是一种具有多种通信功能并且能够和天上的通信卫星进行通信连接的综合性通信终端。本文对一种卫星通信地球站的平板天线进行了研究与设计,目标是研究设计一种多用途的机载卫星通信地球站的平板天线。该平板天线造价低，制造加工简单，采用波导为基本元件，性能优良，相位偏移小。设计中首先将平板天线进行分层，在每一层的建模过程中注重相同模型的拆分与组合，然后对相关参数进行变量设定，然后分层建模，叠加组装。总体分为功分网络层、圆波导层和方喇叭层。设计中采用了斜四十五度的拐角设计使得波导中的信号保持相位一致性，同时建模仿真时对基本的功分单元进行多次的实验调试和修改，对相关的参数变量采用了多次测试和自适应扫描的方法进行优化，最终确定一种性能优良的基本模块，在此基础上构建一个整体的分层模型，最终将多个层级叠加形成了平板天线模型。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1课题的研究背景与意义

1.2国内外发展现状

1.3研究课题的提出与论文框架

第二章 机载卫星通信系统

2.1机载卫星通信系统总体框架与组成

2.2卫星模块与跟踪技术

2.3系统的工作方式

2.4本章小结

第三章 机载卫星通信地球站

3.1搭载平台的比较与特点

3.2机载卫星通信地球站的需求分析

3.3机载卫星通信地球站的应用

3.4本章小结

第四章 机载卫星通信地球站平板天线的理论与设计

4.1天线基本理论

4.2常用天线

4.3机载卫星通信地球站平板天线的特点与发展

4.4波导理论

4.5阵列天线技术

4.7本章小结

第五章 机载卫星通信地球站平板天线的建模与仿真

5.1仿真环境介绍

5.2功分网络层建模仿真

5.3圆波导变换层

5.4方喇叭层

5.5平板天线的仿真结果

5.6本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 机载卫星通信地球站软件模块接口程序

附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢