摘要:基于社会经济的快速提升,社会科学技术水平在不断提高。信息技术的更新换代,较大程度为人们日常生活以及工作带来便利性。近年来,随着人们对微带天线研究力度不断加强,促使其在火箭生产以及无线电设备方面的应用频率持续增加。微带天线因其自身功能多样化,体积相对较小等特点,逐渐得到了人们的重视。本论文通过分析微带天线的优势以及弊端,论述了微带天线在空间技术、卫星通信以及其他通信方面的应用,旨在为相关研究人员提供一定的参考。
关键词:微带天线;广播电视;应用策略
1 微带天线相关概述
微带天线即在一个薄介质基片上,一面附上金属薄层作为接地板,另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片,利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。微带天线分2 种:第一种为贴片形状是一细长带条,则为微带振子天线。第二种为贴片是一个面积单元时,则为微带天线。如果把接地板刻出缝隙,而在介质基片的另一面印制出微带线时,缝隙馈电,则构成微带缝隙天线。
事实上,对于一些大型客机、太空飞船或者火箭等飞行器来说,其自身的设计尺寸、重量以及轮廓有着严格的控制标准以及限制条件。所以,市场中常用的大型天线便无法在上述飞行器中应用。另外,对于一些商用的通信业务也需要利用小型通信设备提供支持。而为了满足这些需求,人们开始着手研究微带天线。由于微带天线有着较低的轮廓,并且具有平面和曲面共形的特点,同时其生产加工技术相对成熟,产品造价比较低廉而受到了市场的青睐。
1.1 微带天线的优势
与市场中比较常用的微波天线进行比较,微带天线在多个方面呈现出一定的优势,具体表现为以下三个方面:
第一,微带天线自身的体积相对较小,能够在实际运用时为提高设备空间利用效率。与此同时,微带天线能够与所涉及到的载体实现共形,进而最小限度降低微带天线对于载体机械结构的影响。上述特点是促使微带天线逐渐成为高速飞行领域重要部件的主要原因,能够帮助高速飞行器合理控制自身的体积以及重量,继而完成更加高性能的设计。
第二,微带天线所表现出的电性能具有多样化的特点。由于设计人员根据具体的设计需求,对于微带天线所运用的微带元有着一定的差异,其中最大辐射的方向能够借助边射至端射的范围进行适当调整。基于此种设计理念,能够将不同类型的设计,确保微带元能够得到极化处理。另外,对于一些特殊设计的微带元,能够支持在双频或者多频环境中正常工作。
第三,微带天线能够支持大规模的生产。由于微带天线在生产的过程中,可以与电路集成为相对统一的组件,并且这些集成组件能够对原有的机械设备制造程序进行简易化处理,同时能够降低人力资源的投入比例。所以,微带天线能够被较大规模的集中生产,进而满足社会消费市场的需求。根据微带天线大规模生产的特点,能够逐渐形成科学化、合理化的生产市场,并且减少其生产成本,同时也能够提高产品的生产效率。
1.2 微带天线的弊端
当然,微带天线并不是完美的,其也存在几个弊端需要引起人们的注意,具体表现为以下几个方面:
第一,微带天线的带宽相对较窄。因为与其他天线的设计原理不同,因此,微带天线所产生的种类呈现出多样化的样式。其中,谐振式微带天线与其他类型的微带天线进行比较,其自身的带宽要更窄一些。
第二,微带天线在实际使用过程中所消耗的能源比较大,并且自身的功率容量比较小。从某种程度上来说,可以将微带天线理解为微带电路,由于使用阶段损耗比较大,所以功率相对较低。尤其是行波型微带天线,其在能源损耗方面尤为严重
第三,微带天线的性能较低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为微带天线需要介质基片为其提供支持,而介质基片对于微带天线中所匹配的负载以及容量都有着较大的影响。所以,微带天线的性能比较低。另外,因为微带天线所运用的生产工艺环境以及技术有着一定的限制,所以微带天线在生产过程中,所产生的负载量以及容量都会对介质基片的均匀性产生影响。
总之,伴随着国内科学技术的高速发展,现代信息技术逐渐成为支持社会稳定发展的重要技术。基于研究人员对于微带天线重视程度不断提升,微带天线所表现出来的弊端正在一个个分析、解决,所以,微带天线未来发展的前景比较可观。通过对微带天线进行实地考察、研究,发现不管是将微带天线运用至飞行器领域或者地面通信领域,微带天线都有着发展优势。因为微带天线能够支持集成化,所以,与毫米波段进行比较,其存在着较大的市场份额。
2 微带天线的主要应用
2.1 空间技术方面
通常情况下,平面结构的微带天线阵列主要运用于seasat(海洋卫星)和SIR(航天飞船成像雷达)的第一代、第二代、第三代(SIR-A,SIR-B,SIR-C)系统中。X-SAR(X波段合成孔径雷达)是SIR-C系统的补充,其平面长度为12m,宽为40cm,主要应用于960(MHz)(X波段)。SIR航天系统的L波段和C波段的垂直化和极化现象较为明显,且处于同一水平面上。SIR-C/X-SAR天线的长度大约为12m,宽度为4m。共有三页组成,每一页的长度大约为3m,宽度为4m,从而组合成缝隙波导阵块。
2.2 卫星通信方面
微带天线能够在移动卫星通信领域得到一定的应用。因为微带天线能够提供数据传输功能,所以微带天线可以应用于地面设备生产领域。但是,如果想要微带天线实现进一步提高其自身功率和容量,则需要依托360°的圆极化天线进行全方位、多角度的覆盖。这种圆极化天线具有成本低、结构简单、性能高等优势,因此将其应用于移动卫星通信领域可以大大提升其同性辐射参数。圆极化天线由TM21模和辐射图组成,其中辐射图是圆锥状的,并可使天线尺寸最小。在L波段可得到8.5%的带宽(VSWR<2),3dB或更小的轴比,300~600的圆极化的圆锥状方向图。
2.3 其他通信方面
其他便携式通信设备包括移动电话、寻呼卡等。由于这些便携式设备携带便利,且工作运转速度较快,因此深受人们的喜欢。针对这些便携式设备,要尽量选择轻、小的正极化天线。另外,这些便携式设备中要安装宽频带,以便尽可能降低辐射对人体的伤害。便携式通信设备选择的天线都是集成化的,一般将天线印制在电路板上,又或者将天线装置在塑料盒中,人们在接受到信号的同时可以确保天线与人体之间的相互作用降到最小。微带天线在设计过程中,可以根据设计参数进行适当调整,使之更加符合每一个设备的尺寸,无论是垂直极化还是水平极化,都可以变得更加敏感,减小人体与天线之间的相互吸收作用。
3 结束语
综上所述,人们处于当前信息化时代当中,对于周边的科技设备的依赖程度在逐年增加。为了能够促使各种科技设备的性能能够更加全面性、高效性,科学家逐渐开始了微带天线的研究,并且取得了一定的成绩。尽管我国针对于微带天线的研究时间相对较短,与国外先进国家之间存在着一定的差距。因此,为了能够确保我国的微带天线相关研究能够得到进一步的发展,需要研究人员及时学习国外关于微带天线先进的研究理念以及相关技术,促使国内的研究体系逐渐完善,进而使得微带天线的发展能够更近一步。在此基础上,微带天线能够为我国航天事业、通信领域以及工业领域得到广泛应用,并为国内科学技术的发展以及人们生活、工作环境的改善提供强有力的推动作用。
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论文作者:朱兆德
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/14
标签:微带论文; 天线论文; 波段论文; 设备论文; 领域论文; 卫星通信论文; 通信论文; 《基层建设》2018年第30期论文;