多波束天線

多波束天線，能產生多個銳波束的天線。這些銳波束（稱為元波束）可以合成一個或幾個成形波束，以覆蓋特定的空域。

介紹

能產生多個銳波束的天線。這些銳波束（稱為元波束）可以合成一個或幾個成形波束，以覆蓋特定的空域。多波束天線有透鏡式、反射面式和相控陣式等三種基本形式。此外還有以相控陣作為反射面或透鏡饋源的混合形式。

多波束天線

多波束透鏡天線　利用透鏡把饋源所輻射的能量匯聚起來形成一個銳波束，當透鏡焦點附近設定多個饋源時，便相應形成指向不同的多個元波束（圖1a）。控制各饋源的激勵振幅和相位，能使這些元波束合成為具有特定形狀的成形波束。圖1a還表示出用19個元波束覆蓋地球的配置情況。這19個元波束可由排成六邊形的19個饋源喇叭產生（圖1b右下角）。對各饋源激勵的控制是利用波束形成網路來實現的。圖1b中是一種典型的波束形成網路，它主要由可變功率分配器和移相器組成，能向饋源陣激勵所需的振幅和相位分布。由於饋源偏離透鏡焦點會引起彗形像差而使旁瓣電平升高，饋源的偏焦角不能過大，但可適當組合多個喇叭的輻射來壓低波束的旁瓣電平。

多波束天線

多波束反射面天線　它在反射面焦點附近有多個饋源來形成多波束。為避免饋源系統對反射面口徑的遮擋，通常採用偏置單（雙）反射面形式。這類天線與多波束透鏡天線工作情形相似，但較為輕便簡單，是較常用的多波束天線形式。圖2為最早用於商用通信衛星的偏置拋物面多波束天線，饋源陣由88個方形喇叭組成。輻射右鏇圓極化波時，形成兩個“半球波束”；同時輻射左鏇圓極化波形成兩個“區域波束”（圖2）。這4個成形波束都工作於4吉赫頻段而互不干擾，因而能增加通信容量（四重頻譜復用）。
多波束相控陣天線　由許多輻射元排陣構成，用波束形成網路向陣列單元激勵所需的振幅和相位，以形成不同形狀的成形波束。它的優點是可對波束數目和形狀進行靈活控制，並可控制波束作快速掃描；但結構較複雜，造價高。
多波束天線具有以下幾個特點：①元波束窄而且增益高，若用多個發射機同時向各波束饋電，可獲得較遠的作用距離；②合成波束能覆蓋特定形狀的空域；③能以組合饋源方式實現低旁瓣。多波束天線不但用於雷達系統，從60年代中後期以來已在衛星通信和電子對抗等技術領域獲得套用，成為改進衛星通信系統性能的一項關鍵性技術，也是現代電子對抗中分選大量目標的一種重要手段。