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戴凌龙，男，重庆人，中共党员，现为清华大学电子工程系助理教授、博士生导师。先后于2003年、2006年、2011年在浙江大学信息与电子工程学系、电信科学技术研究院、清华大学电子工程系获工学学士、硕士、博士学位。2011年至2013年在清华大学电子工程系做博士后，2013年7月起留校任教，研究方向为宽带无线通信。在无线通信领域有着多年的硬件开发经验和算法研究经验。在我国3G 标准TD-SCDMA终端硬件平台设计、验证、测试等方面有多年的研发经验，曾参与TD-SCDMA在北京、天津等地的大规模试商用实验，其作为核心技术骨干参与的3G终端低功耗软硬件设计方案已获多项国家发明专利，并已大规模应用于三星、诺基亚等厂商的3G商用手机。作为技术骨干参与我国新一代地面数字电视标准DTMB-A的研发工作，该标准2014年5月被确定为国际电信联盟（ITU）标准，博士论文《新一代中国地面数字电视演进标准的关键技术研究》获全国优秀博士学位论文提名奖。目前研究重点是第五代移动通信（5G）标准和关键技术。先后作为项目负责人主持国家973计划子课题、国家国际科技合作专项、国家自然科学基金、企事业合作研究等项目多项，在多载波技术、多天线技术、多址接入技术等方面积累了较为丰富的科研经验。目前指导博士后1名、博士生5名、硕士生1名。讲授本科生课程《通信信号处理》及《移动通信与卫星通信》。近年来共发表学术论文60篇（第一作者34篇、第二作者18篇）, 其中SCI 收录37篇（第一作者19篇、第二作者12篇），EI收录23篇（第一作者15篇、第二作者6篇）。第一作者19篇SCI期刊论文主要发表于IEEE Journal on Selected Areas in Communications（5 篇一作 IEEE JSAC）、IEEE Transactions on Signal Processing、IEEE Communications Magazine、 IEEE Transactions on Wireless Communications、IEEE Transactions on Vehicular Technology等权威国际期刊，第一作者15篇EI论文主要发表于IEEE ICC、IEEE GLOBECOM等权威国际会议。已获国家发明专利授权13项。曾获2014年国际无线电科学联盟青年科学家奖、2014年国际通信大会最佳论文奖、2013年全国优秀博士学位论文提名奖、2013年国际通信大会最佳论文奖、2012年北京市优秀博士学位论文奖、2010年GE科技创新大赛全国一等奖多项国际国内奖项。

卫星通信双线极化天线馈源阵列分析的论文

摘要 ：本文介绍了一种用于Ku频段卫星通信的双线极化天线馈源阵列，该馈源阵列可应用于单反射面或双反射面的卫星通信天线中，实现对通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪，降低卫星天线对机械伺服结构精度和动态跟踪的要求，从而大幅降低伺服系统成本，拓展动中通卫星天线在民用领域的应用。

关键词 ：馈源阵列；动中通；微带天线

1引言

星地动中通天线系统满足了用户通过卫星在动态移动中传输宽带数据信息的需求，使车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星，不间断传送语音、数据、图像等信息[1][2]。目前，动中通天线主要用Ku频段与固定轨道卫星进行通信[3]，需同时覆盖上行/下行频段，其中上行频段为，下行频段、，上行和下行频段为双正交的线极化。为保证卫星与地面移动设备间的流畅通信，动中通天线要实时指向通信卫星，同时为避免天线发射时对邻近卫星的干扰，移动设备在运动中天线的跟踪误差要小于°，并且馈源也要进行旋转跟踪，接收和发射间的极化隔离度要大于30dB[4][5]。国内外已有多家企业推出了动中通天线产品，如以色列RaySat公司的多组片天线、美国TracStar的IMVS450M产品等[6]。为满足天线对卫星的高精度实时跟踪对准的要求，上述动中通天线中均包含有自动跟踪系统，在初始静态情况下，由GPS、经纬仪、捷联惯导系统测量出航向角、载体所在位置的经度和纬度及相对水平面的初始角，然后根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角，在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位，并以信号极大值方式自动对准卫星。在载体运动过程中，测量出载体姿态的变化，通过数学运算变换为天线的误差角，通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角，保证载体在变化过程中天线对星保持在规定范围内，使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。高精度的伺服系统始终是传统动中通天线系统的关键部分。通常情况下，由于动中通天线具有较大的口径（一般约为）及重量，造成了高精度伺服系统具有较高的成本。目前，应用于动中通天线的高精度伺服系统成本动辄数万、甚至超过十万，占整个动中通天线系统成本的很大部分，限制了动中通卫星天线在民用领域的广泛应用[5]。

2双线极化天线馈源阵列

为了克服现有的动中通天线跟踪伺服系统所需精度高、成本高等缺点，我们开发了一种双线极化天线馈源阵列，可应用于单反射式或卡塞格伦式卫星通信天线中，结合后端的多通道数字波束形成（DigitalBeamForming，DBF）技术实现天线系统的机电融合跟踪，最终通过“大角度低精度机械跟踪”与“小角度多通道DBF精确跟踪”相结合，在实现天线系统对卫星的高精度跟踪对准的同时，降低对伺服系统的精度要求，从而降低伺服系统的成本。此馈源阵列为中心对称式结构，阵列的中心放置在单反射式或卡塞格伦式天线的焦点处，当对阵列中不同单元进行馈电时天线将辐射不同指向的高增益波束，此时再结合后端的高精度DBF技术可实现小角度范围内高精度的波束指向控制。馈源阵列采用基于微带印刷电路板的“法布里-帕罗”天线形式，阵列由三层结构组成，其中底层为带金属地板的微带反射板，中间层为微带形式的天线结构，顶层为一块起增强定向性作用的纯介质板。

底层结构

馈源阵列的底层为一侧附铜并开有8个馈电孔的介质板，SSMA以及空心铜柱通过馈电孔焊接在底层介质板上，发射天线馈口和接收天线馈口分别有4个馈电孔。图2为底层电路板结构示意图。

顶层结构

顶层介质板是将覆铜板全部刻蚀掉的介质板，构成了“法布里-帕罗”的上层结构。图3为顶层电路板结构示意图。

中间层结构

中间层电路板两侧分别刻蚀了发射天线、接收天线及其附属馈电线路，其中，为焊接方便，焊盘均在一侧。为隔绝表面波对天线方向图的影响，天线阵列由格状金属条带分割，电路板两侧均有金属条带，并由金属化通孔相互导通。图4为中间层电路板结构示意图。中间层电路板上的微带阵列单元采用一对交叉的金属偶极子结构分别实现收/发的功能，两金属偶极子分别印刷于中间层微带介质板的正面与背面，分别工作于收/发（下行/上行）频段，并且交叉偶极子结构可对应实现收/发所要求的两正交线极化。阵列单元通过同轴底馈的方式实现馈电，其中偶极子的两臂分别与同轴接口的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连，这里采用细导线以减小馈电结构对收/发间隔离的影响。为进一步减小馈电结构对收/发间隔离所带来的影响，在设计中将同一位置处的两偶极子结构通过一段印刷细导线相连，通过其长度、粗细等参数可利用合适的对消手段来实现收/发之间的高隔离。通过在阵列单元周围引入一圈密集的金属化通孔结构，并且在电路板上设计金属附加结构以隔离介质中的表面波，从而降低阵列单元间的互耦。

馈源阵列的装配

馈源阵列的三层电路板由数个尼龙螺柱进行固定，图5是馈源阵列的立体分解及整体装配示意图。在馈源阵列结构中，通过调节金属偶极子的'臂长，可调节天线的工作频率。通过调节顶层介质基板与中间层电路板间的距离，可方便地调节辐射增益以适应不同反射面尺寸及焦距的需求。

3仿真及实测效果

馈源阵列的端口1、端口3、端口5、端口7为接收端口，端口2、端口4、端口6、端口8为发射端口。图6是馈源阵列的仿真和测试回波损耗结果图。由图6可见，接收端口和发射端口回波分别在和范围内小于-10dB，达到了良好匹配。图7是馈源阵列在工作频点的仿真及实测接收方向图。由图7可见，工作于时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低10dB（仿真）/18dB（实测）。图8是馈源阵列在工作频点的仿真及实测发射方向图。由图8可见，工作于时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低11dB（仿真）/10dB（实测）。

4结束语

本馈源阵列采用微带印刷电路板结构，简单紧凑、工艺成熟、加工简单、成本较低且适用于大规模生产。相比于传统的波导口、波导喇叭等馈源结构，可在较小的面积内实现多个单元以及收/发通道，从而利于实现更高精度的波束指向控制。同时，馈源阵列采用的对消技术可在天线结构端实现同一位置处接收/发射通道之间30dB的隔离度，减轻了后端器件的压力。从实际应用来看，天线馈源阵列与主反射面配合，实现了动中通卫星天线对Ku频段通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪。采用这种技术，大幅降低了天线对伺服系统精度和动态反应速度的要求，把伺服系统的成本降低了一个数量级，有助于推动卫星天线在天地一体化通信中的规模应用。

参考文献

[1]徐烨烽.创新引领、精进发展、规模应用-谈动中通天线发展新趋势[J].卫星与网络，2013，09：39-40.

[2]LouisJ.，IppolitoJr著.孙宝升译.卫星通信系统工程[M].北京：国防工业出版社，2012，3.

[3]MiuraA.，Yamamotos，Huan-bangLi，[J].，2002，51（5）：1153-1164.

[4]刘昌华.移动载体卫星通信系统天线跟踪技术的研究[硕士学位论文].西安电子科技大学，2009，3-4.

[5]汤铭.动中通伺服系统的设计[J].现代雷达，2003，25（4）：51-54.

[6]阮晓刚，汪宏武.动中通卫星天线技术及产品的应用[J].卫星与网络，2006，3：34-37.

转自： 原文链接： 一、信息与通信工程的重要国际学术会议 主要包含两类： A类会议：本学科最顶尖级水平的国际会议； B类会议：学术水平较高、组织工作成熟、按一定时间间隔系列性召开的国际会议。 A类会议（序号不表示优先顺序） 序号 / 英文名称 / 英文简称 / 中文名称 / 备注 1、IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing /  ICASAP /     IEEE 声学、语音和信号处理国际会议 2、IEEE International Conference on Computer Vision /  ICCV /  计算机视觉IEEE国际会议 /  2007年是第11届 3、International Conference on Pattern Recognition /  ICPR / 模式识别国际会议 4、IEEE International Conference on Communications / ICC / IEEE通信国际会议 5、IEEE Global Telecommunications Conference / Globecom / IEEE全球电信会议 6、IEEE International Conference on Intelligent Transportation System / ITSC / IEEE智能交通系统国际会议 7、Annual IEEE Conference on Computer Communications / IEEE INFOCOM / IEEE计算机通信会议 8、IEEE Radar Conference / IEEE雷达会议 9、IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition / CVPR / 计算机视觉与模式识别会议 B类会议（序号不表示优先顺序） 序号/英文名称/英文简称/中文名称/备注 1、International Conference On Natural Language Processing / ICON / 自然语言处理国际会议 2、International Conference on Telecommunications / ICT / 电信国际会议 3、International Geoscience and Remote Sensing Symposium / IGARSS / 地球科学与遥感国际研讨会 4、Picture Coding Symposium / PCS / 图像编码研讨会 5、ACM Conference on Computer and Communications Security / CS / ACM计算机与通信安全会议 6、IEEE Military Communications Conference / MILCOM / IEEE军事通信会议 7、International Broadcasting Convention / IBC / 国际广播会议 8、IEEE Wireless Communications & Networking Conference / WCNC / IEEE无线通信和网络会议 9、SPIE Conference on Visual Communications and Image Processing / VCIP / SPIE视觉通信和图像处理会议 10、International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications / WPMC / 无线个人多媒体通信国际研讨会 11、IEEE International Conference on Third Generation Wireless and Beyond / 3G and Beyond / IEEE第三代及以上无线通信国际会议 12、ACM Mobicom / ACM / 移动通信会议 13、International Conference on Network Protocol / ICNP /  网络协议国际会议 14、IEEE Speech Coding Workshop / ISCW / 15、International Conference on Speech and Language Processing / ICSLP / 语音语言处理国际会议 16、International Symposium on Chinese Spoken Language Processing / ISCSLP / 中文口语语言处理国际会议 17、MOBI COM & MOBI HOC / 移动Ad hoc移动通信会议 / Ad hoc的顶级年会 18、Vehicular Technology Conference / VTC / 国际传输技术会议 / 与产业界结合比较紧密的会议，2次/年 19、ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems Sensys / 嵌入式网络传感系统 / WSN的顶级年会（Single Track的小会） 20、Global Navigation Satellite Systems / ION / IEEE GNSS / 全球导航卫星系统会议 / IEEE和美国导航学会联合召开的年会 21、International Conference on Radar / ICR / 英美法中澳五国轮流召开 22、IEEE International Conference on Multimedia & Expo / ICME / 多媒体IEEE 国际会议及展览会 / 每年召开 23、IEEE International Conference on Image Processing / ICIP / IEEE图像处理国际会议 24、International Conference on Document Analysis and Recognition / ICDAR / 文档分析和识别国际会议 / 文字识别领域最重要的会议，每两年召开一次，07年是第九届 二、信息与通信工程的重要国际顶级期刊或杂志 除了TIP和TCSVT之外 序号/英文名称/影响因子 1、 IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS 2 、IEEE COMMUNICATIONS MAGAZINE 3、 IEEE NETWORK 4 、RADIO SCIENCE 5 、IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION 6 、IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 7、 IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS 8 、TELECOMMUNICATIONS POLICY 9 、IEEE PROCEEDINGS-OPTOELECTRONICS 10、 BT TECHNOLOGY JOURNAL 11 、IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETICCOMPATIBILITY 12 、IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONICSYSTEMS 13、 IEE PROCEEDINGS-MICROWAVES ANTENNAS ANDPROPAGATION 14、 IEEE TRANSACTIONS ON BROADCASTING 15、 IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS 16 、IEE PROCEEDINGS-RADAR SONAR AND NAVIGATION 17、 SMPTE JOURNAL 18、 IEEE TRANSACTIONS ON CONSUMER ELECTRONICS 19、 ELECTRONICS & COMMUNICATION ENGINEERINGJOURNAL 20、 ANNALES DES TELECOMMUNICATIONS-ANNALS OFTELECOMMUNICATIONS 21、 JOURNAL OF COMMUNICATIONS TECHNOLOGY ANDELECTRONICS