龍伯透鏡天線在衛(wèi)星通信領(lǐng)域的發(fā)展及展望

吳昊 駐七八三廠軍代室

1 龍伯透鏡天線的主要結(jié)構(gòu)及原理

龍伯透鏡天線由半球形龍伯透鏡和無線電波反射器兩部分構(gòu)成。龍伯透鏡天線裝置包括：天線固定裝配架，以及天線裝置的無線電波反射器、可拆卸地固定到天線固定裝配架上的螺栓等的固定裝置。反射器和天線固定裝配架預(yù)先分別設(shè)置有用于通過上述固定裝置固定的固定部分，天線固定夾具被固定到天線安裝區(qū)域上，通過上述固定裝置，反射器被固定到天線固定裝配架上。

新型的龍伯透鏡天線，不需要介質(zhì)作為透鏡材料。經(jīng)過不斷地修正改進(jìn)過后的龍伯透鏡由兩個(gè)充滿空氣的平行板組成，它們的間距隨著半徑的變化而變化。在透鏡作為饋電天線的焦點(diǎn)位置，即在平行板與平行板之間放置了一個(gè)平面的錐形槽天線。龍伯透鏡天線采用射線光學(xué)、衍射法等相結(jié)合的方法對(duì)該透鏡天線進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，使得改進(jìn)的龍伯透鏡的實(shí)測(cè)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)吻合較好。

2 龍伯透鏡天線在衛(wèi)星通信領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 相比傳統(tǒng)衛(wèi)星天線，龍伯透鏡天線的優(yōu)點(diǎn)

龍伯透鏡天線是一種用于空間波束形成和多波束大規(guī)模多輸入多輸出系統(tǒng)的超材料薄平面透鏡天線。天線由平面透鏡和接收傳輸元件的線性陣列組成。為了降低插入和反射損耗，透鏡由兩層超薄的薄板使得表面與空氣分離，由基片集成的天線組成。測(cè)量結(jié)果表明，龍伯透鏡天線可以實(shí)現(xiàn)很多傳統(tǒng)衛(wèi)星天線所達(dá)不到的功能。該透鏡天線還具有體積小、重量輕、饋電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單、與下一代移動(dòng)通信和雷達(dá)系統(tǒng)的其他電路容易集成等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 龍伯透鏡天線在我國(guó)衛(wèi)星通信領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)發(fā)射到外太空的探測(cè)器當(dāng)中，不乏一些探測(cè)器對(duì)月球進(jìn)行了著陸和自動(dòng)巡視勘察。探測(cè)器在月球著陸后，月球車將在月球表面巡游，月球車的構(gòu)造中間有一個(gè)“桅桿”，上面有凸透鏡制成的“眼睛”，可對(duì)周圍的地形地貌進(jìn)行拍攝；上面還有天線，地面上的工作人員通過電磁波實(shí)現(xiàn)對(duì)車的控制。在我國(guó)，已經(jīng)對(duì)龍伯透鏡天線有了初步的探索和研究，并且應(yīng)用到了我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的衛(wèi)星通訊技術(shù)當(dāng)中，給人民的通信生活帶來了便利。龍伯透鏡天線甚至被應(yīng)用到航天航空技術(shù)當(dāng)中，使得我國(guó)航空航天技術(shù)更上一層樓。

2.3 龍伯透鏡天線在我國(guó)發(fā)展遇到的主要問題以及缺點(diǎn)

龍伯透鏡天線雖然在我國(guó)已經(jīng)開始了一定的研究，但是還是由于龍伯透鏡天線自身存在的一些問題使得研究難以發(fā)展，對(duì)科學(xué)的探究造成了一定的阻礙。龍伯透鏡天線由于自身的直徑相對(duì)較小，由于自身的外形參數(shù)的關(guān)系，龍伯透鏡天線是沒有辦法做到同時(shí)接收兩個(gè)相隔較遠(yuǎn)的衛(wèi)星的信號(hào)的。在龍伯透鏡天線的不斷優(yōu)化改進(jìn)的過程當(dāng)中，雖然價(jià)格方面一直有不斷地更新，使得成本不斷降低，但還是難以接受。而且，龍伯透鏡天線的制造難度依然非常高，對(duì)于很多生產(chǎn)過程來說是非常具有很大的挑戰(zhàn)。龍伯透鏡天線的小尺寸的產(chǎn)品依然存在靈敏度較低的問題，很難達(dá)到商品化的生產(chǎn)程度。

3 我國(guó)對(duì)龍伯透鏡天線的研究展望以及發(fā)展前景

由于龍伯透鏡天線具有增益高、競(jìng)爭(zhēng)效率高、制造價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)，在無線通信和衛(wèi)星通信領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。龍伯透鏡天線的主要目的是為了讓衛(wèi)星通信領(lǐng)域更好地應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中，打破了傳統(tǒng)透鏡天線的最初傳統(tǒng)衛(wèi)星通信效果，使衛(wèi)星通信被更好接受到實(shí)際生活當(dāng)中，成就高質(zhì)量的衛(wèi)星通信效果。龍伯透鏡天線相比傳統(tǒng)透鏡天線往往具有更加強(qiáng)的通信的能力，對(duì)信息的傳達(dá)更加全面，更加快捷簡(jiǎn)單。在實(shí)際衛(wèi)星通信領(lǐng)域當(dāng)中，龍伯透鏡天線對(duì)適應(yīng)人類以后生活工作的能力更強(qiáng)。但是，現(xiàn)在由于一些龍伯透鏡天線技術(shù)方面的問題研究不夠透徹，探究力度不夠強(qiáng)，造成部分研究項(xiàng)目還有待加強(qiáng)，需要進(jìn)一步發(fā)展，達(dá)到初期預(yù)定的效果，被衛(wèi)星通信領(lǐng)域市場(chǎng)所接受，被人民所接受。龍伯透鏡天線被現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究所所接受并且實(shí)行以來，不斷對(duì)其進(jìn)行研究探索，也清晰地認(rèn)識(shí)到其中存在的問題并嘗試解決完善。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過龍伯透鏡天線的研究發(fā)展，衛(wèi)星通信行業(yè)進(jìn)步前景得到提升。衛(wèi)星通信行業(yè)不僅僅是通常通信信息管理，其深遠(yuǎn)的意義應(yīng)該是發(fā)現(xiàn)、探索和加強(qiáng)通信科學(xué)研究的創(chuàng)造潛能，啟發(fā)創(chuàng)造性思維，發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，必須把龍伯透鏡天線的研究發(fā)展通過現(xiàn)代信息技術(shù)作為透鏡天線方面的關(guān)鍵，掌握自主研究龍伯透鏡天線的能力和技能。

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