1.平板天线介绍

         平板天线采用阵列天线技术，将几十上百甚至上千个天线单元集成在一块平板上，以获得较高的增益。平板天线主要应用在雷达方面，近年来平板技术开始出现在卫星通信领域。

        平板天线的天线单元种类很多，常用的有微带贴片、波导缝隙、喇叭天线等。平板天线可分为平板、平板相控阵、平板抛物面等类型。

2.平板天线与抛物面的比较

       平板天线剖面低，易于小型化设计；平板天线的波束可赋形，可设计为多波束；易进行共形设计；平板相控阵天线更加适合高速载体上的动中通信。

       平板天线的增益一般比同口径抛物面天线低，因为它的辐射效率、口径效率较抛物面低。

       笔者认为，平板天线更适合于低剖面动中通方向的应用。

3.常见Ku波段平板天线介绍

       平板天线的应用频带很宽，本文仅涉及Ku频段的天线。

（1）StealthRay 低抛面相控阵天线

        StealthRay系列天线是Ku频段低剖面、双向动中通相控阵天线，是美国Raysat Antenna Systems（RAS）公司的产品。该公司是Raysat集团公司中的一员。Rasat在1997年获得了相控阵技术专利，并将其应用于卫星通信天线的开发之中。

相控阵天线{zd0}的优势是波束方向的改变是电扫，而不是传统的机械扫描。波束方向改变迅速，无惯性。非常适合高速运动载体的通信。

       StealthRay系列的{zx1}产品是StealthRay 5000，其外形如图1所示。尺寸为115 L x 90 W x 21 H cm，外观优雅漂亮。跟星性能极为优良。

图1 StealthRay 5000   

       其内部结构如图2所示，天线面为微带阵列结构，共四片，两片接收，两片发射，采用分片式布局，以压低天线高度。射频方面采用极化自适应和空间波束合成技术。发射增益29dBi，接收增益28dBi。详细信息请参阅 2009年10月29日博客《》。

图2 StealthRay 5000 内部结构  

（2） Mijet平板动中通天线

        Mijet 系列天线是以色列公司Starling-com的产品，它是Ku频段平板动中通天线。Starling-com公司最初生产空载动中通卫星通信天线，剖面低，增益高，性能好。Mijet天线装在飞机上的情况如图3所示。天线直径76cm，高度15cm，重量50Kg。

图3 Mijet平板动中通天线

        Mijet内部结构如图4所示。采用分片结构，一片发射，两片接收。天线面采用微带阵列结构。EIRP＝42dBW，G/T值＝11dB/K。

图4 Mijet内部结构

        近年来Starling-com推出一款汽车上使用的Ku频段平板动中通天线StarCar，其外形及内部结构如图5所示。但StarCar的销售情况并不好。与StealthRay相比，StarCar在跟星性能方面还有待改进， 毕竟空载平台与车辆平台的运动规律有很大不同。

图5 StarCar车载平板天线

(3)Microsat System平板相控阵静中通天线

         Microsat 天线是美国Gigasat公司的产品。天线采用微带阵列结构，等效口径0.55m，可工作于X、Ku、Ka频段。外尺寸45×56×25cm，工作于Ku波段时EIRP＝49dBw，全重只有17Kg（含充电电池）。被称为真正的手提箱式便携天线。

图6 Microsat System平板相控阵静中通天线

（4）EL/K 1891机载相控阵动中通天线

         这款天线是以色列航空工业集团公司的产品，被使用在阿帕奇直升机上，提供X/Ku频段动中通卫星通信。如图7所示。

图7 EL/K 1891机载相控阵动中通天线

       该天线采用波导缝隙结构，收发单元各70～80个。提供低速率数据传输。内部结构如图所示。

图8 EL/K 1891天线内部结构

4.国内卫星通信平板天线的发展

         在卫通领域，国内平板天线的发展很滞后，尚未有成熟的产品。石家庄54所尝试采用波导缝隙技术开发Ku频段平板动中通相控阵天线，并于2007年申请了天线面的专利。但直到今天尚未有成熟的产品面市。上海51所，仿照StealthRay 2000，研发了一款低抛面相控阵天线，但xx于接收。今年的卫星大会及消防器材展会上都有Ku频段平板静中通天线参展，如图9、图10所示。

图9 2009年卫星应用大会展出的平板天线

图10 2009年消防器材大会展出的平板天线

        准确地说，这些天线都是半成品，尚未实现极化自适应调整，只能通过旋转天线面来调整极化。

       由此可见，中国自己要生产低剖面平板或相控阵动中通天线还有很长的路要走。

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