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多波束通信中的频率复用和极化复用技术

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具有频率和极化多样性的多波束高增益天线在现代天-空-地网络中发挥着关键作用,可以实现广通信覆盖、高容量、高可靠性等功能。高增益辐射器件通常采用空间馈电天线的形式,例如反射器和透镜,以及它们的平面化对应物,即反射/传输阵列 (RAs/TAs)。为了实现高数据速率通信,通常需要四色方案中的多波束策略来提供多个具有高增益和圆偏振的空间分布光束点,覆盖某个区域。因此,卫星通信、点对多点通信等应用迫切需要具有多频段和/或多极化特性的天线子系统。

目录



   
  • 四色方案    
  • 极化复用    
  • 参考文献 

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As shown below👇

四色频率

多波束卫星通信系统是一种先进的卫星通信方式,它利用多波束天线产生多个波束,每个波束可以独立地覆盖特定的地理区域。这种系统可以支持多个用户同时进行通信,提高了卫星通信的容量和灵活性。

 


近年来,四色频率复用已被广泛应用。

四色频率复用方案是一种在多波束卫星通信系统中常用的频率分配策略。它将可用的频谱资源分为四份,每个波束分配不同的频率资源,以避免相邻波束之间的干扰。具体来说,四个相邻的波束会分别使用四种不同的频率,从而确保它们之间的通信不会相互干扰。

四色方案中的多波束优势

  1. 提高频谱效率

    通过合理分配频率资源,四色方案可以最大限度地利用可用的频谱,从而提高系统的频谱效率。    
  2. 减少干扰

    由于相邻波束使用不同的频率,因此可以显著降低波束间的干扰,提高通信质量。    
  3. 增强系统容量

    多波束天线可以覆盖更广泛的地理区域,支持更多的用户同时进行通信,从而增强了系统的容量。    




极化复用

多波束中的极化复用是一种先进的卫星通信技术,它通过在多波束系统中采用不同极化方式的波束来实现频率复用,从而提高了通信系统的容量和频谱效率。

 


极化复用是指在一个馈源上同时接收或发射两种不同极化方式的波束,如垂直极化和水平极化,或者左旋圆极化和右旋圆极化。由于不同极化方式的波束在物理上是相互独立的,因此它们可以在相同的频率上同时传输不同的信息,从而实现频率复用。

近年来,支持多频双 CP 波束成形功能的 RA/TA 成为一种广泛应用的解决方案,并迅速获得了越来越多的关注。为了避免光束之间的相互干扰,通常采用四色频率和极化复用方案结合。

在该方案中,使用两个不同的子频段和两个正交极化,使得两个相邻颜色的每个点在频率、极化或两者方面可能不同。因此,这些点可以传递不同的信息而不会相互干扰。具有相同颜色的点使用相同的频率和相同的极化,但它们在空间上彼此隔离,因此没有点具有相同颜色的相邻点。

 



参考文献



   

[1] X. Tong et al., "A Dual-Band Dual-Circularly Polarized Transmit-Array Antenna and Its Application for Four-Color Scheme Multibeam Generation," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 11, pp. 8511-8526, Nov. 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3456963. 

[2] R. Florencio, J. A. Encinar, R. R. Boix, M. Barba and G. Toso, "Flat Reflectarray That Generates Adjacent Beams by Discriminating in Dual Circular Polarization," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 67, no. 6, pp. 3733-3742, June 2019, doi: 10.1109/TAP.2019.2905676. 


来源:微波工程仿真

ACTANSA通信
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首次发布时间:2025-07-12
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周末--电磁仿真
博士 微波电磁波
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磁电偶极子的高隔离方法

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