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波束成形天线

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        波束成形天线(也称为相控阵或波束控制天线)利用一系列天线元 件,允许以电子方式而不是机械方式控制天线束。这允许信号从正 确的方向发射或接收。对于飞机和卫星等非固定系统来说,这是一 个重要的优势。此外,还可以调整辐射图,使天线在一个或多个方 向发送或接收,或者在一个特定方向上接收更多信息或发射更多能 量。因为它们是电子控制的,波束形成天线不那么脆弱,不需要机械维护。

      NLR 专门开发相控阵天线、其单独的天线元件和控制阵列的波束形成器。对于各种航空航天应用,NLR 开发天线或天线系统和系统架构。 “ 此外,我们还制定了天线的要求, ”皇家 NLR 的高级工程师Jacob Verpoorte 说。 “ 用于卫星和飞机等特定应用中的 技术,以及该系统所处的环境。在这些工作中, NLR   着眼于环境因素,如卫星或飞机必须应对的振动、压   力和温度水平,以及信号的传播—— 它们是如何前进   和移动的。然后可能会发生建筑物对大气的阻尼或反   射。 NLR 可以贯穿整个过程,从设计到现场测试和鉴定,这是非常独特的! ”

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      发展

        波束形成最重要的应用是航空市场,但它也对必 须跟随卫星的地面站发挥着重要作用。电子控制也将

在相互通信的卫星星座中发挥重要作用:卫星间链路。

        互联网信号目前是通过移动通信的传输桅杆发送 的,但随着波束形成可能发挥重要作用的卫星星座的

出现,每个人都可以从世界任何地方直接访问互联网。即使是在地球上最不容易到达的地方。

        NLR 在各种合作团体中进行多学科研究。示例包括:

      光束形成

        用于传输信号的波束形成器可以用 RF  电子器件控制,也可以使用光学芯片:  光学波束形成网络(OBFN-Optical Beam Forming Network)。在光学领域,使用光束形成是创新和高效的,因为可以用小芯片进行大   量处理。为此, NLR 正与 Lionix International 合作,后 者是定制光学微系统解决方案的供应商和设计师。使用光学元件将确保光束形成在未来更便宜、更不复杂。

        对于欧洲 SANDRA 项目,NLR 与多个合作伙伴合 作,开发了一种具有光束形成功能的 Ku 波段天线:飞

机上的一种天线,与卫星通信,   以改善飞机上的通信。后续工作—— 将天线集成到飞机机身中—— 将在

ACASIAS 项目中解决。

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        集成到飞机中

        欧洲 ACASIAS 项目将通过提高飞机的空气动力学性能来降低飞机的能源消耗。作为其中的一部分,NLR 将与 GKN Fokker 合作,研究通过添加功能来使用机身部件的更智能方法,例如内置波束形成天线。NLR 内部已经掌握了有关结构设计以及飞机、空气动 力学和热力学中复合材料结构的必要知识。  NLR 关于 开发卫星冷却系统的知识也将用于冷却天线系统以及分析和建模。

     集成到无人机的机翼中

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        Verpoortet 说: “ 飞机的机身上布满了天线。   ”, “但对通信和导航天线的需求一直在增长,   因为无线  应用越来越多,也越来越广泛。想想越来越多的人拥有自己的个人通信设备,例如,   改进的导航或物联网,在物联网中,设备连接到网络,可以通过网络交 换数据合理的需求意味着平台上需要更多的天线。因 此,研究如何组合天线是很有趣的,因为它可以提供 更多的空间和更好的覆盖,以及发送和接收更多的容量。 ”


        在 ISABELLE 项目中, 天线被集成到飞机的一个传统上不用于天线的部分: 机翼。

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        “这里的挑战是使天线和波束成形更加紧凑, ”  Verpoortet 说, “ 这样它占用的空间更小,更不容易受 到攻击,   而且更可靠, 价格更低。 ” 集成将在翼展为 4 米的无人机中完成。该项目还将为自主飞行提供重要    见解,例如无人机之间的通信和超视距作战, 即使没    有直接的视觉接触,   也需要通信。 “ 飞机和卫星对通    信和导航天线的需求越来越大。电子转向天线比机械转向天线更适合这种情况。

------  完  ------

                                                             注: 信息来自网络。 NLR 是荷兰皇家航空航天中心

                                               

                                                                                                      杨超凡          2023.12.24

Optical振动复合材料光学航空航天建筑电子芯片材料控制无人机
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首次发布时间:2023-12-28
最近编辑:11月前
杨超凡
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