微波磁性器件在卫星通信中的应用研究.docx

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微波磁性器件在卫星通信中的应用研究

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摘要：本文主要针对微博磁性器件的作用进行了着重的分析，并结合其在卫星通信中的应用，提出一些相应的意见和建议，以便为进一步提升卫星通信系统的应用功能提供可靠的参考依据。

关键词：微波磁性器件；卫星通信；应用分析

卫星通信是指以人造地球卫星为中继站，在两个或多个地球站之间进行无线电波转发的通信系统。由于卫星通信系统中的无线电波频率为微波频段，因此，为了避免卫星通信过程中，微波频段会受到外界干扰因素所影响，就要在系统内部加入微波磁性器件。

1.微波磁性器件的作用

近年来，微波磁性器件的应用范围十分广泛，尤其是微波铁氧体器件的出现，已成为现代通信、雷达、测量仪器等电子设备中最为重要的组成部分，并且发挥出了其他元器件替代不了的应用优势。而这种显著的应用成效，归根结底，主要是因为微波磁性器件可以适应直流磁场和微波场环境下的旋磁材料，即微波铁氧体材料。因为该材料的晶体结构包含两种形式，如：多晶结构和单晶结构，所以微波磁性器件的类别也分为两大类。自第二次世界大战以后，微波铁氧体材料就开始应运而生，据相关资料显示，很多先进雷达的天线馈线和各大微波收发系统中的关键部分上，都有微波铁氧体器件的存在，且对系统所起到的推动作用也是不容小觑，尤其是在现代移动通信系统中的应用，已经成为一种最基础的组成元件。相对而言，

在天线馈线中，通过微波铁氧体的旋磁性和磁控特性，可以很好的对天线微波信号的相位、幅度和极化状态等进行有效地控制，进而实现对天线波瓣的合理操纵，使卫星通信系统能够在最短时间内获取到地球站的方位信息。另外，通过对天线微波信号幅度大小以及极化状态的控制，还能尽快帮助卫星站工作人员快速了解通信信号的正反方向和衰减特性，并对控制目标的姿态及物理特性等进行全面了解。同样，微波铁氧体在卫星收发系统中也有着极为显著的应用成效，其加工而成的隔离器、环行器、开关器等微波磁性器件，不仅可以与系统功能相匹配，并对系统进行级间隔离，而且还能保护发射机，发挥双工器等应用功效。

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卫星通信中微波磁性器件的有效应用

卫星通信是一种空间技术与电子技术相结合的产物，在目前通信领域中，占有着很重要的位置，在实际运行过程中，卫星通信设备主要由星上的转发器和地面站两大部分所组成，是当下最先进的一种通信工具，整个卫星通信过程如图一所示。现如今，为了确保卫星通信业务范围及通信容量得到更好的扩大，就要在卫星通信系统设计建造过程中，加大与微波磁性器件的有效融合，如：隔离器、环行器、开关等微波铁氧体器件等。在选择时，可以根据卫星通信系统的大中小功率以及低损耗、高隔离、宽频带等要求合理进行选择，并按照波导、同轴、带线、微带和表面安装等形式进行应用。

图一

2.1通信卫星转发器与磁性器件的应用

从应用功能来看，通信卫星转发器的主要任务是为了对所接收的微弱用户信号进行合理化放大及变频，并有效将其传输给地球站。该系统中含有多个组成部分，如：接收机、输入多功器、功率放大器、输出多功器等，其中，尤以功率放大器的功能作用最为显著。目前，卫星通信系统中所设计的功率放大器主要分为两种类型，即行波管放大器和固态功率放大器。其中，前者属于真空电子器件，具有较大的运行功率；而后者的运行功率则要低于前者，但是其整体重量却是十分之轻，且使用寿命也要高于行波管放大器。

例如，INMARSAT第二卫星通信的有效负载，是由两个具有独立功能的转发器所组成，即正向转发器和C-L波段转发器，其中，前者主要负责接收岸站发射来的信息，并将信息转发给船站和其他移动地球站。而后者中通过九只微波铁氧体隔离器的使用，大大提升了卫星通信系统的应用功能，使其在隔离、去藕、匹配、稳定等方面发挥出最大化的利用价值。另外，在该转发器中，还设有75W行波管放大器和固态功率放大器，前者放大器主要是由射频输入组件、行波管以及射频输出组件所构成。其中，射频输入组件中包含了隔离器、前置放大器和可变衰减器；而射频输出组件中则包含了隔离器、滤波器和定向藕合器，并在隔离器第三端口接有大功率匹配负载的三端环行器，通过这些微波磁性器件的应用，该功率放大器的抗干扰能力得到了显著性提升，其可以在高驻波比情况下很好的吸收反射功率，进而有效保护行波管，避免其因反射功率过大而出现不良运转现象。相对而言，后者放大器的驱动级中设有三只隔离器，输出级则设有一只隔离器。在混频线路中，为了确保混频器的正常运行，关键任务就是要平衡上下变频器中的有效分量，这种情况下，就需要对信号通路中的线路进行合理联接，一旦变频器外部的阻抗能力发生变化，则驱动级和输出级中的隔离器就会对滤波器的特性进行有效控制，进而使上下变频器中的有效分量达到平衡。

2.2环行器与双工器的应