Ku波段卫星通信抛物面天线的设计(3)
照规划， 2007 年 “ 中星 9 号 ” 卫星的顺利升空，标志着中国的卫星直播电视已经
进入了全面发展阶段 。 卫星电视接收天线 ， 作为数字卫星电视直播业务的核心部
件之一 ， 其必然拥有广阔的市场前景 。 而高频头将接收卫星发射出来的射频信号 ，
它的好坏与否将直接左右卫星电视接收天线的性能 ， 并影响到用户最终所接收电
视节目的画面质量 。 本文的工作就是研究设计高频头的前端接收天线 ， 实现对小
口径 Ku 波段卫星通信 抛物面天线的良好照射 [14]
.
1.3 1.3 1.3 1.3 研究研究研究研究 概况概况概况概况
近年来，关于数字卫星电视直播业务的研究，可概括为如下特点：
1.3.1 工作频率逐渐升高
从卫星电视接收天线所使用的频率上来说，过去，大部分商业通信卫星广
泛使用的是 c 波段，即上行频谱 5 . 9254 - 6 . 425GHz 和下行频谱 3 . 7 ～ 4 . 2G Hz ，上
行、下行各 500MHz 带宽。由于 C 波段也用于地面上的微波通信，故它已变得越来
越拥挤。目前，所使用的频谱正在向 12GHz 的 Ku 波段发展， 卫星天线中 ku 波段高
频分成三个频段 ！ 第一 9 . 75 GHz 本振接收频率为 10 . 7-11 . 70 GHz 这个频段俄罗斯等
欧洲卫星较多使用 。 第二 10 . 7 5GHz （ 10 . 6 GHz ) 本振接收频率为 11 . 7-12 . 2 GHz （ 还
有一种宽频的接收频率为 11 . 7-12 . 75 GHz ）这种现在接收中星九号普遍使用。第
三 11 . 3 GHz （ 11 . 25 - 12 GHz ）本振接收频率为 12 . 25-12 . 75 GHz 这种是最为常见的
一种一般亚洲卫星较多采用这种频率 , 这种为 上行频谱为 14 . 0 - 14 . 5GHz ，下行频本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 41 页
谱为 12 . 25 - 12 . 75GHz 。 由于较低频段的频谱资源有限 ， 伴随着技术的进一步成熟 ，
更高频段，如 K 波段、 Ka 波段，也将被应用于卫星电视直播业务。
1.3.2 接收天线尺寸要求越来越小
伴随着频率的增高 ， 天线的增益也随之增高 ， 为天线的小型化提供了有利条
件。卫星电视接收天线发展的且标就是小型化与低成本，从 2.4m 口径的 C 波段正
馈抛物面天线到如今应用于家庭的不到 lm 口径的 Ku 波段 。 近年来 ， 卫星电视接收
天线的尺寸更是越来越小，从 O ． 75m 到 O.6m 再到 0. 3 5m 甚至更小。当然，由于 Ku
波段天线尺寸小 ， 馈源对于天线口径的遮挡 ， 所造成的增益下降 、 副瓣增大等影
响变得很严重 ， 必须予以考虑 。 在实际应用中 ， 一般采用 Ku 波段 前 馈源抛物面天
线 ， 这种天线加工非常方便 。 天线的电性能也很优越 ， 在辐射方向上仅有馈源阻
挡 ， 相对来说阻挡比较小 ， 所以天线效率较高 ， 可达 0. 6 -0. 65 。 第一旁辨也可做
得较低，一般都在 - 20dB 以下，最低可做到 - 40dB -- 5 0dB 。馈源设计也很方便 ， 在
天线直径 D 与波长 l 之比值较小的场合 ， 都采用前馈这种制式 。 缺点是纵向尺寸较
大，馈线较长，其所引起的份线损耗增大 [1]
。
1.1.1.1. 4 4 4 4 本文主要工作 本文主要工作 本文主要工作 本文主要工作
本文主要研究和设计一种小口径高增益的 Ku 波段卫星通信抛物面天线 。 在此
所使用的是前 馈源 式喇叭馈源抛物面天线 . 设计天线的指标：
(1) 频率范围 12.2-12.8GHz ，中心频率为 12.5GHz 。
(2) 极化：线极化
( 3 ) 电压驻波比 : 3 . 1 ≤ VSWR
( 4 ) 增益 : dB 30 ≥ ;
( 5 ) 副瓣电平 : dB 20 − ≤ ;
( 6 ) 尺寸 : 口径直径 mm 350 ≤
设计步骤包括：
1 ） 实现抛物面的馈源选择矩形喇叭天线，在此提出喇叭天线的工作原理，从而