卫星通信中的天线与馈线系统解析

"本文主要介绍了天线的基础知识点，包括天线类型、馈线设计、极化方式、双工器的作用以及发射机分系统的组成和要求。" 在卫星通信领域，天线是至关重要的组成部分，其设计直接影响通信的质量和稳定性。抛物面天线和卡塞格伦天线是常见的两种类型，其中卡塞格伦天线因其优良的性能而被广泛采用。由于建设成本较高，地球站通常会采用收发共用的天线设计。为了防止发射信号干扰接收，馈线中需加入双工器进行分路处理。 在电磁波的极化方式上，线性极化波和圆极化波是主要形式。考虑到线性极化波在卫星天线对准时的困难，通常采用圆极化波以确保极化匹配的稳定性。然而，在馈线系统中，由于波导和传输线需要传输极化波，因此需要极化转换器来实现极化形式的转换。 天线在跟踪卫星时，需要在方位和俯仰两个方向进行调整，这就要求馈线部分能适应转动而不影响电磁波传输。馈线系统还包括信标分离器和高次模耦合器，用于分离跟踪信号和差分信号。发射时，大功率微波信号经过一系列组件，如波导、定向耦合器、转动关节、双工器、极化变换器，最后以左旋圆极化波形式发射。接收过程则相反，接收的右旋圆极化波在极化变换器中转换为线性极化波，然后进入接收机分系统。 发射机分系统是地球站的核心部件之一，包括上变频器、自动功率控制电路、发射波合成装置、激励器和大功率放大器等。它需要满足几个关键要求：首先，发射功率大，以确保信号能有效到达卫星；其次，具有宽频带，以支持大容量的通信服务；最后，载频精度高，保证多路电话或电视传输时的频率稳定。这些要求体现了地球站在通信效率和质量上的高标准。