應用於 X/Ku-Band 低軌衛星通訊地面站雙圓極化陣列 天線模組設計

Abstract

本論文提出一雙圓極化天線單元，以堆疊式貼片天線為基礎，運作在低軌衛星頻段，分別為 10.7-12.75 GHz 與 14.0-14.5 GHz。以三層貼片天線架構設計，各層貼片呈十字形，結合周圍矩形寄生貼片提供寄生效應，兩個頻段模擬結果最大增益分別為 6.6 與 5.2 dBi，模擬輻射效率在 95% 以上。 以上述天線單元為基礎，本論文提出一鏡像擺放 2x2 陣列天線，可抑制正交極化，天線單元間距小於半波長。此 2x2 陣列可擴增為 4x4 與 8x8 大型陣列天線，具有寬頻、高增益、高交叉極化辨識度與低軸比等特性。 本論文設計一寬頻帶狀線雙工器供低軌衛星頻段使用，相位天線陣列結合雙工器與數位積體電路控制，天線陣列可實現波束成形。相較於以往切換式天線，此天線可同時收發訊號，且結合數位積體電路後仍有足夠頻寬，符合低軌衛星頻帶。 本論文完善了 X/Ku 波段升降頻器量測結果，結果與元件規格書相符，且升降頻器連接軟體定義無線電，測試收發訊號可得高辨識度 64-QAM 星座圖，能夠順利完成訊號收發。