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随着天通一号的顺利升空,中国在卫星通信方面的空白终于得以填补。而针对卫星通信这一方面的研究,也必将成为天线行业的一个热点话题。本文正是以卫星通信天线为基础结合传统的手持机天线,设计并制作了三种天线,即一种S波段的动中通天线、一种双频线极化天线及一种线极化与圆极化组合的天线。第一种天线是S波段的动中通天线。该天线以圆极化微带为基础,通过组阵的形式提高天线的辐射增益,使天线具备传输大量数据的能力,再通过对馈电相位的控制,使天线的波束能够在仰角15°~90°范围内扫描,最大化地提高通信能力。设计过程中,利用双层微带结构实现了单元天线的双频圆极化,组阵后通过旋转单元优化轴比。天线的实测结果表明,在工作频段内天线的电压驻波比小于1.5:1,用三个波束便可以实现扫描范围内增益大于10dBi的要求,且阵列在主方向的轴比小于1dB。本文设计的第二种天线是一个双频的线极化天线。该天线由两根鞭状天线组合起来,利用一根馈线进行馈电。设计巧妙地利用电容及电感等元件将两个天线组合在一起,既保证了天线在各自频段的性能要求,又缩小了天线整体尺寸。实验测得天线在400MHz~470MHz及2.33GHz~2.55GHz两个频段内驻波都满足小于2:1的要求,且辐射方向图为水平全向辐射。在第二种天线设计的基础上,本文给出了两种UHF和S波段组合天线的设计方案。两种天线分别为单端口和双端口的形式。根据指标要求,UHF波段天线的工作频率为400MHz~678MHz,驻波小于3:1,极化方式为垂直线极化。S波段天线的工作频率为1.98GHz~2.01GHz和2.17GHz~2.2GHz,驻波要求小于2:1,极化方式是左旋圆极化。在S天线的设计过程中,我们通过将两个分别能谐振在S波段上下行频率的螺旋天线组合在一起,并对组合后的天线进行阻抗匹配,使天线在两个频段内的驻波都能符合要求。在设计UHF天线时,采取了两种思路。第一种是单端口结构,类似于第二个天线的做法,对S天线的馈线进行开缝,然后在该处加载匹配网络。这种方式相对复杂一点,需要考虑到S波段天线的阻抗匹配问题。第二种是双端口结构,直接将UHF天线的馈电线接在螺旋天线馈线的外导体上,再对UHF天线的阻抗进行匹配。这种方式相对简单,不会对S波段天线的性能造成太大的影响,匹配电路也相对容易设计。但是要注意在S天线馈线加载扼流措施,防止UHF信号电流对地短路。通过灵活地使用电感、电容元件,最终设计出的天线实测结果满足驻波和方向图的要求。在S波段,天线在仰角55°~90°的增益高于2dBi,轴比也小于3dB,在UHF波段400MHz~678MHz的范围内,天线在水平方向的增益大于0dBi。本文所设计的三类天线均跟结合相实际,具有一定的应用前景。