研究目的
研发一款面向支线客机的Ka波段高性能有源电子扫描阵列(AESA)天线(重点设计发射端配置),以提升中小型飞机的卫星通信性能。
研究成果
用于发射的16单元阵列天线原型已成功研制并通过评估,其等效全向辐射功率(EIRP)和离轴辐射特性均达到要求。该结果证实了有源相控阵(AESA)构型应用于飞行器的可行性,未来计划研发64单元阵列以实现可扩展的天线系统。
研究不足
该研究是对小型16元阵列的基础评估;尚未证明其可扩展至更大阵列(如64元)。观测到波束宽度问题,其中波束方向与峰值角度不匹配,表明精确波束控制可能存在优化需求。
1:实验设计与方法选择:
本研究设计并制作了16单元阵列天线样机,用于研究有源相控阵(AESA)系统的发射端配置,采用波束扫描和等效全向辐射功率(EIRP)分配的理论模型。
2:样本选择与数据来源:
制作并评估了16单元天线样机,通过测量不同波束扫描角度下的辐射方向图和EIRP获取数据。
3:实验设备与材料清单:
天线由BFN-MAIN和BFN-SUB基板、贴片天线单元、带可变放大器和移相器的前端集成电路(FE-IC)、信号转换用的QMIX-IC以及中介层基板组成,论文未详述具体型号与品牌。
4:实验流程与操作步骤:
制作天线后,通过测量30GHz下不同扫描角度(如0°、30°、65°)的辐射方向图评估性能,通过操作软件设置相位值实现波束扫描。
5:0°、30°、65°)的辐射方向图评估性能,通过操作软件设置相位值实现波束扫描。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:基于实测结果计算EIRP分配,分析离轴辐射特性以确保符合ITU-R S.524-9标准。
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BFN-MAIN substrate
Composed of antenna elements on the front side and Front-End ICs on the back side for beam forming and signal processing.
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BFN-SUB substrate
Consists of QMIX-ICs modularized with interposer substrates to convert baseband signals to Ka band.
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Patch antenna
Used as antenna elements to realize low-profile design for the array.
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Front-End IC (FE-IC)
Includes variable amplifier (VGA) and variable phase shifter to control beam scanning; four antenna elements are connected to one FE-IC.
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QMIX-IC
Converts input baseband signals into Ka band signals for transmission.
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Interposer substrate
Used to modularize and relay signals in the QMIX-IC setup.
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