0 引言

    隨著科技的迅猛發(fā)展，無(wú)線通信系統(tǒng)^[1-2]在民用、軍用、商業(yè)、醫(yī)療等各大領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣進(jìn)。其中各種電磁設(shè)備正不斷向小型化、高集成度、高性能化發(fā)展，以滿足系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)良性能及不同的功能需求。本文依托吉林一號(hào)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，提出了一款星載X波段高增益小型圓極化微帶天線陣列，可以滿足在中高度軌道上建立穩(wěn)定的無(wú)線通信，以完成吉林一號(hào)的圖像視頻傳輸任務(wù)。因此，天線在其中有著極其重要的地位^[3-6]。

    微帶天線與其他天線相比^[7-9]，具有易集成、低剖面、易共形、易加工、饋電網(wǎng)絡(luò)便于與輻射體一體化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)緊湊、一致性好、低成本、適合批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)^[10-13]，廣泛應(yīng)用于無(wú)線電、通信、廣播、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對(duì)抗、遙感射電天文等多個(gè)領(lǐng)域^[14]。圓極化天線的實(shí)用意義主要體現(xiàn)在：(1)圓極化天線可接收任意極化的來(lái)波，且其輻射波也可由任意極化天線收到，故衛(wèi)星通信、電子偵察和干擾中普遍采用圓極化天線；(2)在通信、雷達(dá)的極化分集工作和電子對(duì)抗等應(yīng)用中廣泛利用圓極化天線的旋向正交性；(3)圓極化波入射到對(duì)稱目標(biāo)(如平面、球面等)時(shí)旋向逆轉(zhuǎn)，因此圓極化天線應(yīng)用于移動(dòng)通信、GPS等能抑制雨霧干擾和抗多徑反射^[15-18]。因此，圓極化微帶天線是衛(wèi)星天線普遍選擇的形式。因衛(wèi)星系統(tǒng)的特殊性，對(duì)組成系統(tǒng)或單元的功耗、尺寸大小、性能和工藝等有著較高的標(biāo)準(zhǔn)。目前多數(shù)的圓極化微帶天線不能同時(shí)滿足性能(如增益、軸比等)和尺寸大小的要求，因此高性能小型化的微帶天線陣列是其不可或缺的重要部件。

    本文提出了一款星載X波段高增益小型圓極化微帶天線，其單元和陣列的性能都是優(yōu)良的。本天線工作在X波段，單元采用側(cè)饋設(shè)計(jì)，在貼片上開槽可以使天線小型化，在輻射貼片上對(duì)稱切角可以實(shí)現(xiàn)圓極化；陣列采用底饋設(shè)計(jì)，多層饋電網(wǎng)絡(luò)和圓形陣列排布可以使陣列匹配性能良好和進(jìn)一步小型化，并且得到較為理想的軸比，相比同性能天線具有更小的尺寸、更好的性能。吉林一號(hào)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)包含多顆視頻圖像衛(wèi)星，此天線可為其圖像視頻數(shù)據(jù)下傳提供無(wú)線保障，同時(shí)也為X波段高增益圓極化小型微帶天線陣列提供了一種新的思路。

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作者信息:

金宇婷，邢斯瑞，孫  偉

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