呼叫统计表明,与近地轨道(LEO)卫星系统的通信主要发生在地平线或低仰角地区。然而,目前的低轨卫星电话和类似的手持和紧凑型通信设备通常采用圆形极化天线技术,如贴片或传统螺旋天线,产生更适合高仰角的心形天线图案。

HELIX技术公司正在开发一种具有环形辐射图案的轻型、紧凑、高性能天线,该天线将在水平面产生最大化环形极化增益,而不是像传统的圆形极化天线在轴向产生最大增益一样。下图1和图2分别显示了L波段天线谐振在1.591 GHZ和1.667 GHZ

图1显示地平线处最大圆极化增益的环形天线方向性图
图2常规心形圆形极化方向性图,最大增益在天顶方向。

显然,如果两种天线的辐射效率相等,环形方向性图为低轨卫星通信链提供了显著的余量,在低轨卫星通信链中,路径仰角通常较低(<45°从地平线)。
在地平线上,环形方向性图天线与传统螺旋天线相比,具有10 dB余量优势,与传统贴片天线相比,具有20 dB特别余量优势。

电介质加载螺旋结构的其他固有优点包括:

  • 无增益纹波
  • 小元件尺寸
  • 自然阻抗匹配
  • 卓越的辐射带宽–带边无方向性图下垂
  • 有可能在同一天线中实现二次心形方向性图GPS模式

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