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多波束天线技术的优势及应用

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:多波束天线就是一种能从同一口径面形成很多波束的天线,它与别的天线如电子扫描阵的区别在于它的每一波束都有一个端口,通常各个端口都是互相隔离的。利用了RF 波束形成器的多波束天线具有不需要频率转换装置的优点。天线形式可分为连续口径面和阵列两种,虽然许多波束天线具有这两种类型的混合特性。多波束天线中的一个关键性因素即宽角扫描,它通常受一个或更多个因素限制。

多波束天线技术的优势及应用

在技术上,产生多波束辐射图有多种方法,比如,除射频 (RF)和中频(IF)之外,还有数字方法及光频技术,这里着重讨论RF 波束形成。多波束天线就是一种能从同一口径面形成很多波束的天线,它与别的天线如电子扫描阵的区别在于它的每一波束都有一个端口,通常各个端口都是互相隔离的。如果分离的发射或接收系统与每一端口相连,这样在很多方向就可同时获得独立的工作状态。另外,单个发射或者接收系统也能通过多路开关与各波束端口相连,这样就可得到一个依次扫描波束。利用了RF 波束形成器的多波束天线具有不需要频率转换装置的优点。因此,它比IF、数字及光频方法有造价低、实现方式简捷等优点。其实许多天线的结构如反射器和透镜本身就具有形成多波束的能力,此时只需要将一阵列代替单独馈源,就可以由各个阵列单元产生多波束。

RF 领域波束形成技术包括两个主要方面:一种是准光学型,由反射器或透镜与一馈源混合而成;另一种是微波部件组成的正交网络。天线形式可分为连续口径面和阵列两种,虽然许多波束天线具有这两种类型的混合特性。更进一步的分类是根据装置里的傅里叶变换 (FT)数。任何波束形成器必须完成由单个馈源到所要求的口径分布的能量分配的FT。从馈源至物镜通路中的波前存在不同阶数的FT,这种阶数决定馈源是相位阵列或简单地为一馈电点的组合,通常FT 阶数越多,功能越强。(www.xing528.com)

多波束天线中的一个关键性因素即宽角扫描,它通常受一个或更多个因素限制。在此扫描范围内,性能是由天线的几何尺寸决定的,而波束宽度、波束间距和波束交点电平都是很重要的参数。系统损耗分量包括口径面锥削损耗、溢出损耗、电阻损耗(包括有源、无源两部分),此外,还有加工误差及一些与波束间距有关的附加损耗。

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