通訊工程的論文範本

　　隨著科技的不斷髮展進步,通訊工程領域也取得了巨大的成就,並且在各行業中有著非常廣泛的應用。下文是小編為大家蒐集整理的關於的內容，歡迎大家閱讀參考!

　　篇1

　　淺談一種通訊天線電子自穩系統設計

　　0 引言

　　艦艇在海面上因受到風浪的作用而產生搖擺運動，為了保證艦載通訊天線的高增益，艦載通訊天線的波束俯仰方向很窄，艦載通訊天線隨同艦艇搖擺，就會使艦載天線增益急劇下降，嚴重影響通訊質量，因安裝於艦艇平臺，通訊裝置在設計與使用過程中，必須考慮艦艇縱橫搖的影響，並進行天線波束穩定，這是艦用裝置與岸基裝置的顯著差別之一。對這種影響的分析、研究已運用於雷達、電子戰裝置的設計和應用中。

　　艦艇通訊天線波束的穩定方法大致分為機械穩定、電子穩定兩種。傳統的機械穩定平臺結構複雜、造價昂貴且易出故障，故目前的通用做法是取消笨重的機械平臺，在通訊天線的俯仰和方位軸上進行電子補償來穩定天線的波束。

　　1 原理

　　通訊天線在零度仰角水平面附近的輻射特性，對於處於遠場的，不論是海上還是空中物件的通訊效果，都具有非常重要的意義。為了儘可能大的服務空域覆蓋，通常需要天線垂直面的方向圖在水平面附近上半空間具有儘可能大的輻射強度，同時，為了減少由海面反射造成的多徑干涉效應，又需要儘量減少水平面附近下半空間的輻射強度。因此，天線的垂直方向圖在水平面附近，應該具有儘可能大的場強斜率，以滿足這個方向圖的要求。然而過於陡峭的場強斜率，會對艦船載體的搖擺很敏感，即艦船向某側傾斜時，其相反方向上原本指向水平面以下的，很低場強的方向圖將指向空中，造成相應覆蓋區域場強大幅度下降，從而大大縮短了有效覆蓋的作用距離，使遠場通訊物件無法有效通訊。

　　艦艇在風速3～4級的海況下，最大搖擺幅度將達到±15?左右。在這種情況下射向水平面以下的部分射頻場強較強，並通過海面形成反射波，它與直射波將發生多徑訊號疊加。由於海水的良好導電性，反射波衰減很小，其幅度與直射波幅度具有較大可比擬性，因此對直射波形成較強的多徑干涉現象，使海面附近上半空間的直射波與反射波合成方向圖隨仰角變化形成一系列柵瓣-零陷分佈，將會造成遠場通訊物件通訊概率的下降。

　　電子穩定技術就是根據大地座標系靜座標系與天線陣面座標系動座標系之間的關係，波控控制單元在計算移相器的移相值前，對天線陣面座標系下的俯仰角、方位角進行補償，這就涉及多個座標系變換問題。

　　本通訊系統採用電子自穩來穩定波束，天線電子自穩系統由角感測器、波束控制單元、相控陣天線組成，通訊天線自穩系統組成框圖如圖1所示。該通訊天線電子自穩系統是一種基於相控陣原理的電子穩定天線，艦船搖擺時，天線內建的傾角感測器量化搖擺向量，並通過處理器轉換成相位變化訊號來控制天線各輻射單元的相位，從而改變天線不同方位上輻射波束的俯仰指向，綜合形成相對於海平面平穩的方向圖，實現對作用空域的穩定連續覆蓋，其核心是相位值的計算。

　　2 相位值計算過程

　　相位計算是根據大地座標系靜座標系與天線陣面座標系動座標系之間的關係，把搖擺角度轉換成天線陣面座標系下的俯仰角與方位角的相位補償，這就涉及多個座標系變換問題，角感測器為波束控制單元提供的艦船姿態角資訊主要有橫搖角、縱搖角、航向角，其符號及方向規定如下：

　　1H-航向角，艦船首尾線在水平面投影相對正北的轉角，順時針為正。

　　2P-縱搖角，艦船首尾線相對水平面的轉角，艦首抬起為正。

　　3R-橫搖角，繞艦船首尾線相對水平面的轉角，左弦抬起為正。

　　4A-傾斜角，天線陣面所在的x， y平面向後傾斜的角度。一般天線安裝好為固定值。

　　2.1 航向角的座標轉換

　　航向角的座標轉換x軸指向地理北，y軸指向地理西，z軸鉛垂向上，軸xyz構成右手直角座標系。圖2所示的航向角變化圖表示航向角沿座標軸Z旋轉H角，地理座標Mx，y，z到新甲板座標M1x1，y1，z1，即x，y，z→x1，y1，z1。

　　通過如上一系列推導，把船的搖擺角換算成對應天線波控資料表存入波束控制單元，實際工作時調天線波控資料表來實時控制天線波束。

　　3 天線電子自穩過程

　　角感測器感應到艦船搖擺角度值，角感測器把船搖擺角度值實時傳送給波束控制單元，波束控制單元根據船搖擺角呼叫天線波控資料表，天線根據天線波控資料表來實時控制天線波束以補償艦船搖擺。

　　4 結語