衛(wèi)星天線的發(fā)展

通信衛(wèi)星天線的發(fā)展，經(jīng)歷了從簡單天線（標準圓或橢圓波束）、賦形無線（多饋源波束賦形和反射器賦形）到為支持個人移動通信而研制的多波束成形大天線。

目前，全球波束仍采用圓波束，區(qū)域通信，大多數(shù)衛(wèi)星通信都采用雙柵、正交、單饋源、反射器賦形的天線設計。這種天線技術不僅已在大多數(shù)的通信衛(wèi)星上采用；同時也被世界上各主要的衛(wèi)星天線制造商所掌握，為支持個人移動通信而研制的多波束成型大天線，目前也開始使用。主要的衛(wèi)星天線有以下幾種。

1）THURYU衛(wèi)星天線：

該衛(wèi)星天線由休斯公司研制。天線的物理尺寸為12.25米×16米，投影直徑12米，128個饋源，收發(fā)合一。該無線尤如一個由若干支撐桿支撐的雙環(huán)形，上環(huán)有一透明的拋物面支撐面，下環(huán)有一透明的拋物面反射器，兩拋物面之間由許多細繩拉緊。展開和收攏簡易可靠，每個支撐桿結點處由齒輪連接、控制。

該無線的設計具有下列特點：

·一副收發(fā)合一的衛(wèi)星天線。對于任何一個點波束、發(fā)射波束和接收波束將完全重疊（同時，不需要做第二副天線，極大地降低了天線分系統(tǒng)的重量。

·新穎的結構設計，達到了收攏狀態(tài)的小型化和簡易、可靠展開的目的。

·反射面采用介質薄膜上鍍有金屬環(huán)的頻率選擇面，它只對工作頻率產(chǎn)生諧振而反射，其余則全部通過，消除了金屬對金屬之間的接觸，將使無源交調小。

·介質薄膜采用非完全絕緣體材料－－氧化銦，其電阻率在10（8次方）Ω左右，從而既保證了靜電完全卸載，又保持電磁波的穿透不受影響。

·128個饋源，同星上數(shù)字信號處理器的完美結合，有效保證覆蓋區(qū)點波束的要求。利用偏饋技術，每8或20個，甚至更多的饋源形成一個波束，總數(shù)可形成200－300個點波束。

·多點波束，14分貝的波束隔離；大大提高了頻率復用的次數(shù)（波束數(shù)／7），極大地節(jié)省了衛(wèi)星的頻率和頻帶。

·點波束的設計，保證了天線的高增益，有效地支持了個人通信的需求。

2）ASES衛(wèi)星天線

該衛(wèi)星天線由位于美國奧蘭多、具有100多年歷史的哈里斯（HARRIS）公司研制。哈里斯公司的天線設計采用傳統(tǒng)的可展開桁架式結構天線。該公司已具有20年研制展開式大天線的經(jīng)驗，包括L、S、X和Ku頻段的天線，如美國的數(shù)據(jù)跟蹤中繼衛(wèi)星（TDRSS）4.8米的衛(wèi)星天線，已經(jīng)過飛行驗證，具有很強的實力和信譽。

ASES衛(wèi)星采用兩個12米的可展開桁架式結構天線分別用于發(fā)射和接收，偏置網(wǎng)狀透明反射器在結構及展開驅動機構方面完全繼承了原有天線的特點，具有較高的精度和可靠性。

3）TORSS衛(wèi)星天線

4.8米直徑的可展開桁架式結構無線，總重52磅；

反射器是由18個石墨環(huán)氧樹脂桁架、反射面、中心樞紐控制機構及馬達驅動展開系統(tǒng)組成；

中心支撐構件由6個石墨翼支架、石英環(huán)氧樹脂屏蔽罩、鋒窩子反射器和頂端的錐型體組成；

饋源部件包括旁瓣跟蹤和5個KU頻段饋源。

4）GALILEO衛(wèi)星天線

4.8米直徑的可展開桁架式結構天線，總重76磅；

18個鋼性的增強型碳纖維環(huán)氧樹脂桁架；

利用可調整的鈹支撐桿系統(tǒng)支撐饋源；

鉬鍍金的網(wǎng)狀拋物面反射面；

雙賦形卡塞格倫反射面和頂點饋電（APEX－FEEK）反射器。

衛(wèi)星天線有兩種類型：

1、接收C波段信號的C天線，專業(yè)術語叫正饋天線，俗稱大鍋。

2、接收KU波段信號的KU天線，專業(yè)術語叫偏饋天線，俗稱小鍋。

衛(wèi)星天線即人們常說的大鍋，是一個金屬拋物面，負責將衛(wèi)星信號反射到位于焦點處的饋源和高頻頭內(nèi)。衛(wèi)星天線的作用是收集由衛(wèi)星傳來的微弱信號，并盡可能去除雜訊。大多數(shù)天線通常是拋物面狀的，也有一些多焦點天線是由球面和拋物面組合而成。衛(wèi)星信號通過拋物面天線的反射后集中到它的焦點處。衛(wèi)星天線可分為正饋和偏饋兩種。

衛(wèi)星天線正南方向的定位

我們知道同步衛(wèi)星均在地球赤道的上空(緯度為0)，距地球赤道約360000公里，相對于地球某一點是靜止不動的(其實它和地球的速度相等，線速度以宇宙速度7.9—11.2公里／秒在繞地球旋轉)，所以又叫地球同步衛(wèi)星。衛(wèi)星經(jīng)度是指衛(wèi)星在地球上正投影的地球經(jīng)線度數(shù)，即衛(wèi)星是在地球赤道和衛(wèi)星經(jīng)度相交點的正上空約36000公里的地方。

我國國境處于地球赤道的北部，即為北半球，所以同步衛(wèi)星永遠在我國的南方向，也就是說地面衛(wèi)星天線的方向應該朝向南方。一般在安裝衛(wèi)星天線時首先應正確的判斷正南方位的正確位置點，簡便的方法是，我們可以利用正午12點的時間，將一根垂直于地面的細竹桿立在地面上，太陽的投影處就是正南方位。在太陽當空到中午12：00點報時的正點，就直接把投影用的竹桿當直尺，在地面上用記號筆把投影畫一條直線，那么這條直線所指的就是本地安裝天線的正南方向。當然由于地球的時區(qū)經(jīng)緯度是按360°24等分來劃分的，所以每一個時區(qū)的精度應該是15°，也就是說每隔4分鐘，就差l個經(jīng)度。