VICTS(可变倾角连续断面节阵列)天线是一种无源相控阵天线,具有高性价比、超低轮廓、小巧轻便、高频谱利用率等特点,在卫星通信、车载动中通等领域有广泛应用。以下是对其技术特点、工作原理和应用的详细介绍:
一、技术特点
- 高效馈电与口径效率:
- 采用连续断面节阵列(CTS)技术,通过在平板波导上开贯通横向缝并加枝节实现辐射,馈电效率和口径效率高,增益可达85%。
- 波束指向算法复杂,但非固定方向图和测试困难可通过闭环协同控制算法优化。
- 机械与电扫描结合:
- 天线采用二维断面扫描装置,收发天线面分离,均为层式同心圆盘结构,由可旋转同心圆盘组成。
- 转动下层圆盘实现方位面波束扫描,转动上层圆盘实现俯仰面波束扫描,两层通过机械皮轮带动圆盘转动,底层盘起射频隔离作用。
- 高阻抗效率与低损耗:
- 各层间电波传播为空气介质传导方式,阻抗损耗低,阻抗效率高。
- 采用阻抗扫描损耗降低方法,相同性能下天线面积减少30%至75%,极端扫描角度(0°~20°)下仍能良好工作。
动态波束图与高功率谱密度:
- 波束图非对称且动态,主波束在天线面上动态移动,不同频率、仰角、方位角和极化角下主波束位置不同。
主波束功率谱密度(PSD)和旁瓣功率谱密度可控,提高卫星频带利用率。
二、工作原理
- 传感器与电子器件配合:
- 采用一整套功能完善的传感器和电子器件配合科学算法,使天线在运动和静止状态均能精准对准目标卫星。
- 实现电子扫描和波束动态聚焦,如波束的线性扫描、扇形扫描以及动态聚焦等。
- 机械与电扫描协同:
- 结合各层盘面的机械运动,实现方位、俯仰和极化的调整。
- 初始对星时间不大于30秒,之后的再次对星时间小于1秒。
- 波束图特性:
- 抛物面天线副瓣呈水纹状对称性向四周衰落,VICTS天线副瓣主要分布在主瓣旁呈十字状分布。
- 适用于大极化角状态,不带来临星干扰,提高主波束谱密度。
三、应用场景
- 车载动中通天线:
- 提供运动中的宽带大数据量话音、数据和视频通信。
- 天线内置功放、天线控制器、信标和载波跟踪接收机,具有信标跟踪、载波跟踪或同时跟踪功能,可不依赖调制解调器独立工作。
- 船载与机载应用:
- 船载应用与常规天线应用相同。
- 机载应用中,收发分开的布局方式使安装更加灵活方便,低高度可降低气动风阻,便于与飞行器整体设计,重量轻可提高飞行器有效载荷。
- 卫星通信:
- 适用于X波段、Ka波段以及W、Q等多个波段。
- 采用高谱密度的调制方式和高编码率,节省卫星带宽,提高频谱利用率。