卫星通信天线

卫星通信天线是卫星与地面站有效通信的关键部件。它们的设计和选择取决于多种因素，包括通信要求、工作频段、方向性要求和应用环境。下面就卫星通信所用的天线种类及其特点进行详细介绍。

抛物面反射天线

抛物面反射天线（也称为“卫星天线”）是最常见的卫星通信天线之一。这些天线具有高增益和良好的方向性，可以将信号聚焦在特定的方向，从而提高长距离通信的质量。

。广泛应用于卫星电视接收、固定和移动卫星服务等领域。抛物面反射天线特别适合需要高增益的应用，例如深空探索或低轨道卫星通信。

定向天线

定向天线的主要优点是它们可以提供良好的增益和方向性，这使得它们能够有效地将射频能量集中在特定的方向上。八木天线是一种典型的定向天线，广泛应用于低轨卫星通信。该天线由一个偶极子单元（驱动单元）和多个紧密耦合的寄生单元组成，可以在特定方向上实现良好的覆盖4

。此外，还有其他类型的定向天线，例如平板阵列天线和平板相控阵天线。后者可以在不改变物理位置的情况下以电子方式调整光束方向，适用于需要快速光束切换的应用。

相控阵天线

随着技术的发展，相控阵天线逐渐成为卫星通信的重要组成部分。该类天线可以通过控制阵列中各单元的馈电相位来改变辐射方向图的形状，从而实现灵活的波束扫描功能。在空间段，相控阵天线主要用于同时多点波束、敏捷波束形成和空间滤波；在用户终端方面，它们因其低调、灵活的波束成形处理能力和潜在的成本效益而受到青睐5

。例如，在低地球轨道（LEO）通信卫星中，由于轨道低，星地传输距离短，通常采用直接辐射相控阵配置来满足宽扫描角度的需求5

。

全向天线

与上述两种高度定向的天线不同，全向天线可以在所有水平方向上均匀地发射或接收信号。虽然它们的增益相对较低，但在某些情况下，它们是必要的选择，例如当目标卫星的确切位置不确定时，或者在小型手持设备中使用时，操作员不必精确对准天线来维持通信链路2

特殊应用场景的天线

对于特定的应用场景，例如船载宽带卫星通信终端，可能还需要有一个自动控制系统，即使载体本身处于运动状态，也能保持天线朝向目标卫星11

。这种天线通常集成先进的姿态控制系统，以确保无论船舶如何摇晃都能保持稳定的连接。

性能参数考虑

除了考虑上述不同类型外，选择合适的卫星通信天线时，还应注意以下关键性能参数：

天线增益：衡量天线放大信号的能力，以 dBi 为单位。

半功率波束宽度：定义天线主瓣内信号强度不小于最大值一半的角度范围。

极化：描述电磁波传播过程中电场矢量的方向变化特性。常见的形式包括线性极化和圆极化。

噪声温度：反映天线系统内部产生的热噪声水平，影响接收机灵敏度。

品质因数（G/T）：综合了天线增益和系统噪声温度的影响，是评价接收系统整体性能的重要指标。