卫星通信顶级期刊最佳论文

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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13.75-14.5GHz，下行频段10.95-11.75GHz、12.25-12.75GHz，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0.1°，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0.8~1.2m）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。

2.1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。

2.2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。

2.3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。

2.4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12.25-12.75GHz和13.75-14.5GHz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12.5GHz的仿真及实测接收方向图。由图7可见，工作于12.5GHz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14.1GHz的仿真及实测发射方向图。由图8可见，工作于14.1GHz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，-BandAeronauticalSatelliteCommunicationsExperimentsUsingCOMETS[J].cularTechnology，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.

信息与通信工程——重要国际学术会议和国际顶级期刊

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 1.328

2 、IEEE COMMUNICATIONS MAGAZINE 1.291

3、 IEEE NETWORK 1.288

4 、RADIO SCIENCE 1.059

5 、IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION 1.011

6 、IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY 0.812

7、 IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS 0.681

8 、TELECOMMUNICATIONS POLICY 0.586

9 、IEEE PROCEEDINGS-OPTOELECTRONICS 0.545

10、 BT TECHNOLOGY JOURNAL 0.454

11 、IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETICCOMPATIBILITY 0.421

12 、IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONICSYSTEMS 0.381

13、 IEE PROCEEDINGS-MICROWAVES ANTENNAS ANDPROPAGATION 0.380

14、 IEEE TRANSACTIONS ON BROADCASTING 0.353

15、 IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS 0.350

16 、IEE PROCEEDINGS-RADAR SONAR AND NAVIGATION 0.313

17、 SMPTE JOURNAL 0.265

18、 IEEE TRANSACTIONS ON CONSUMER ELECTRONICS 0.233

19、 ELECTRONICS & COMMUNICATION ENGINEERINGJOURNAL 0.208

20、 ANNALES DES TELECOMMUNICATIONS-ANNALS OFTELECOMMUNICATIONS 0.105

21、 JOURNAL OF COMMUNICATIONS TECHNOLOGY ANDELECTRONICS 0.084

谁能介绍几篇国内外航天领域或导弹工程领域的经典著作和文章

这个可是好东西啊，大家看看应该不错啊中国航天发展史论文中国航天事业自1956年创建以来，经历了艰苦创业、配套发展、改革振兴和走向世界等几个重要时期，迄今已达到了相当规模和水平：形成了完整配套的研究、设计、生产和试验体系；建立了能发射各类卫星和载人飞船的航天器发射中心和由国内各地面站、远程跟踪测量船组成的测控网；建立了多种卫星应用系统，取得了显著的社会效益和经济效益；建立了具有一定水平的空间科学研究系统，取得了多项创新成果；培育了一支素质好、技术水平高的航天科技队伍。 中国航天事业是在基础工业比较薄弱、科技水平相对落后和特殊的国情、特定的历史条件下发展起来的。中国独立自主地进行航天活动，以较少的投入，在较短的时间里，走出了一条适合本国国情和有自身特色的发展道路，取得了一系列重要成就。中国在卫星回收、一箭多星、低温燃料火箭技术、捆绑火箭技术以及静止轨道卫星发射与测控等许多重要技术领域已跻身世界先进行列；在遥感卫星研制及其应用、通信卫星研制及其应用、载人飞船试验以及空间微重力实验等方面均取得重大成果。 空间技术 1. 人造地球卫星。中国于1970年4月24日成功地研制并发射了第一颗人造地球卫星“东方红一号”，成为世界上第五个独立自主研制和发射人造地球卫星的国家。截至2000年10月，中国共研制并发射了47颗不同类型的人造地球卫星，飞行成功率达90%以上。目前，中国已初步形成了四个卫星系列——返回式遥感卫星系列、“东方红”通信广播卫星系列、“风云”气象卫星系列和“实践”科学探测与技术试验卫星系列，“资源”地球资源卫星系列也即将形成。中国是世界上第三个掌握卫星回收技术的国家，卫星回收成功率达到国际先进水平；中国是世界上第五个独立研制和发射地球静止轨道通信卫星的国家。中国的气象卫星、地球资源卫星主要技术指标已达到二十世纪九十年代初期的国际水平。近几年来，中国研制并发射的6颗通信、地球资源和气象卫星投入使用后，工作稳定，性能良好，产生了很好的社会效益和经济效益。 2. 运载火箭。中国独立自主地研制了12种不同型号的“长征”系列运载火箭，适用于发射近地轨道、地球静止轨道和太阳同步轨道卫星。“长征”系列运载火箭近地轨道最大运载能力达到9200千克，地球同步转移轨道最大运载能力达到5100千克，基本能够满足不同用户的需求。自1985年中国政府正式宣布将“长征”系列运载火箭投入国际商业发射市场以来，已将27颗外国制造的卫星成功地送入太空，在国际商业卫星发射服务市场中占有了一席之地。迄今，“长征”系列运载火箭共实施了63次发射；1996年10月至2000年10月，“长征”系列运载火箭已连续21次发射成功。 3. 航天器发射场。中国已建成酒泉、西昌、太原三个航天器发射场，并圆满完成了各种运载火箭的飞行试验和各类人造卫星、试验飞船的发射任务。中国航天器发射场既可完成国内发射任务，又具有完成为国际商业发射服务和开展其他国际航天合作的能力。 4. 航天测控。中国已建成完整的航天测控网，包括陆地测控站和海上测控船，圆满完成了从近地轨道卫星到地球静止轨道卫星、从卫星到试验飞船的航天测控任务。中国航天测控网已具备国际联网共享测控资源的能力，测控技术达到了世界先进水平。 5. 载人航天。中国于1992年开始实施载人飞船航天工程，研制了载人飞船和高可靠运载火箭，开展了航天医学和空间生命科学的工程研究，选拔了预备航天员，研制了一批空间遥感和空间科学试验装置。1999年11月20日至21日，中国成功地发射并回收了第一艘“神舟”号无人试验飞船，标志着中国已突破了载人飞船的基本技术，在载人航天领域迈出了重要步伐。 空间应用 中国重视研制各种应用卫星和开发卫星应用技术，在卫星遥感、卫星通信、卫星导航定位等方面取得了长足发展。中国研制和发射的卫星中，遥感卫星和通信卫星约占71%，这些卫星已广泛应用于经济、科技、文化和国防建设的各个领域，取得了显著的社会效益和经济效益。国家有关部门还积极利用国外各种应用卫星开展应用技术研究，取得了很好的应用效果。 1. 卫星遥感。中国从二十世纪七十年代初期开始利用国内外遥感卫星，开展卫星遥感应用技术的研究、开发和推广工作，在气象、地矿、测绘、农林、水利、海洋、地震和城市建设等方面得到了广泛应用。目前，国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站等机构，以及国务院有关部委、部分省市和中国科学院的卫星遥感应用研究机构已经建立起来。这些专业机构利用国内外遥感卫星开展了气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、灾害监测、环境保护、海洋预报、城市规划和地图测绘等多方面、多领域的应用研究工作。特别是卫星气象地面应用系统的业务化运行，极大地提高了对灾害性天气预报的准确性，使国家和人民群众的经济损失有了明显的减少。 2. 卫星通信。中国从二十世纪八十年代中期开始利用国内外通信卫星，发展卫星通信技术，以满足日益增长的通信、广播和教育事业的发展需求。在卫星固定通信业务方面，全国建有数十座大中型卫星通信地球站，联结世界180多个国家和地区的国际卫星通信话路达2.7万多条。中国已建成国内卫星公众通信网，国内卫星通信话路达7万多条，初步解决了边远地区的通信问题。甚小口径终端(VSAT)通信业务近几年发展较快，已有国内甚小口径终端通信业务经营单位30个，服务小站用户15000个，其中双向小站用户超过6300个；同时建立了金融、气象、交通、石油、水利、民航、电力、卫生和新闻等几十个部门的80多个专用通信网，甚小口径终端上万个。在卫星电视广播业务方面，中国已建成覆盖全球的卫星电视广播系统和覆盖全国的卫星电视教育系统。中国从1985年开始利用卫星传送广播电视节目，目前已形成了占用33个通信卫星转发器的卫星传输覆盖网，负责传送中央、地方电视节目和教育电视节目共计47套，以及中央32路对内、对外广播节目和近40套地方广播节目。卫星教育电视广播开播十多年来，有3000多万人接受了大、中专教育与培训。近年来，中国建成了卫星直播试验平台，通过数字压缩方式将中央和地方的卫星电视节目传送到无线广播电视覆盖不到的广大农村地区，使中国广播电视的覆盖率有了很大提高。中国现有卫星电视广播接收站约18.9万座。在卫星直播试验平台上，还建立了中国教育卫星宽带多媒体传输网络，面向全国开展远程教育和信息技术的综合服务。 3. 卫星导航定位。中国从二十世纪八十年代初期开始利用国外导航卫星，开展卫星导航定位应用技术开发工作，并在大地测量、船舶导航、飞机导航、地震监测、地质防灾监测、森林防火灭火和城市交通管理等许多行业得到了广泛应用。中国在1992年加入了国际低轨道搜索和营救卫星组织（COSPAS-SARSAT），以后还建立了中国任务控制中心，大大提高了船舶、飞机和车辆遇险报警服务能力。 空间科学 中国在二十世纪六十年代初期开始利用探空火箭、探空气球开展了高层大气探测。在七十年代初期开始利用“实践”系列科学探测与技术试验卫星开展了一系列空间探测和研究，获得了很多宝贵的环境探测资料。近年来，开展了空间天气预报的研究工作及相应的国际合作。从八十年代末开始利用返回型遥感卫星进行了多种空间科学实验，在晶体和蛋白质生长、细胞培养、作物育种等方面取得了很好的成果。中国空间科学在基础理论研究方面取得了若干创新成果，在空间物理学、微重力科学和空间生命科学等领域建立了具有一定水平的对外开放的国家级实验室，建立了空间有效载荷应用中心，具有支持进行空间科学实验的基本能力。近年来，利用“实践”系列科学探测与技术试验卫星对近地空间环境中的带电粒子及其效应进行了较为详细的探测，并首次完成了微重力流体物理两层流体空间实验，实现了空间实验的遥操作。

郑倍雄哪里人

郑倍雄
华南理工大学副教授
郑倍雄，男，本科和博士均毕业于华南理工大学，先后在美国哥伦比亚大学和新加坡国立大学从事研究工作，2022年就职于华南理工大学国际校区微电子学院，任副教授（博导、硕导）。[6]
中文名
郑倍雄[6]
国籍
中国
毕业院校
华南理工大学[5]
职业
高校教师[6]
主要成就
IEEE海因里希·赫兹最佳通信快报奖[6][1]
斯坦福大学-全球前2%顶尖科学家[6][2]
中国电子教育学会优秀博士学位论文[3][6]
IEEE ICNC 最佳论文奖[4][6]
人物经历研究方向主要成就科研成果TA说
人物经历
2009年9月-2013年6月，华南理工大学电信学院，本科[8]
2015.12-2016.12，哥伦比亚大学， 公派联培博士[6]
2013年9月-2018年6月，华南理工大学电信学院，博士[5]
2019年4月-2022年5月，新加坡国立大学，研究员[7]
2022年5月-至今，华南理工大学国际校区，副教授[6]
研究方向
5G/6G无线通信[6]
海事通信和卫星通信[6]
信号处理与最优化方法[6]
大规模天线技术和毫米波通信技术[6]
智能反射表面（可重构智能表面）技术[6]
主要成就
IEEE海因里希·赫兹最佳通信快报奖，2022[6][1]
斯坦福大学-全球前2%顶尖科学家，2021[6][2]
中国电子教育学会优秀博士学位论文，2018[3][6]
国际会议最佳论文奖，IEEE ICNC，2016[4][6]