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多波束天线综述

多波束天线(MBA———MultipleBeamAntenna)由于其能够高增益地覆盖较大的地面

区域而且又能根据需要调整波束形状而得到深入研究和广泛于卫星通信系统。多波束天线是

能够同时产生多个子波束(点波束),从而覆盖地面上所关心的区域的天线系统,根据不同的通

信需要,子波束和总波束的关系大致可分为几种情况:固定区域点波束覆盖,非固定区域点波

束覆盖和赋形束覆盖。多波束天线与传统天线不同，它只在指定的区域有较高的增益值，而

在其他地方增益很低，所以能减少覆盖区域外地面站对多波束系统造成的干扰，提高系统的

频谱利用率和信道容量，提供有效全辐射功率和接收系统品质因素G/T值，并使卫星地面

站终端设备得到简化和降低成本。另一方面，由于地球的曲率，卫星覆盖下的区域到达卫星

的路径并不相等，星下点路径最短，远离星下点的区域路径较远，这就引起了远近效应的问

题对于通信卫星系统而言，等通量覆盖是保证系统性能稳定的关键因素之一而这恰恰是多

波束天线的优势因为多波束天线是通过几个高增益的窄波束合成一个等效的高增益宽波

束，所以可以通过调整每个波束的增益大小，实现对地面的等通量覆盖。

(1)固定区域点波束覆盖：

固定区域点波束覆盖是指所有的点波束彼此独立地照射地面上不同的固定区域,总的波

束则覆盖有关国家和地区,这种点波束方式往往用于同步卫星通信系统,近年来也应用于同步

卫星通信系统,称为所谓“凝视天线”。这种系统,当卫星移动时,天线始终照射着某一固定区

域并保持波束覆盖图不变,直到该区域边缘的仰角小于最小仰角。

(2)赋形束覆盖

赋形束覆盖是指点波束在地面上相互迭加,得到的辐射方向图形成所需要的图形─赋形

束,这种方式也往往用于同步卫星通信系统.赋形束的概念在二十多年前就提出来了,其天线

由反射面和单个馈元或由少量的馈元组成的馈元阵组成(后者可以看成多波束天线).任何形

状的方向图都可以通过设计反射面的形状,在光学口面产生所需的振幅和相位分布来实现,而

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