便携式卫星电视系统—ＤｉｒｅｃＴＶ　Ｓａｔ－Ｇｏ

DirecTV Sat-Go是美国 DirecTV公司研发的世界上第一个接收、播映完全一体化的便携式卫星电视接收系统，发明者是Rick Rosner。2007年1月8日，在美国拉斯维加斯举办的2007年度CES国际消费电子展上，美国 DirecTV公司公布DirecTV Sat-Go。DirecTV Sat-Go的平板卫星天线如图-1；DirecTV Sat-Go的控制、接插端口如图-2；DirecTV Sat-Go的液晶显示器如图-3；DirecTV Sat-Go的侧视外观如图-4所示。

1．DirecTV Sat-Go便携式卫星电视接收系统

DirecTV Sat-Go又称Satellite-To-Go。DirecTV Sat-Go主要由平板卫星天线系统、卫星接收机、液晶显示系统和遥控器组成，含有移动DIRECTV调谐器、AV和USB。

DirecTV Sat-Go外形设计为翻转折叠型，象一个公文包；配备17英寸液晶显示屏；内置可充电的“笔记本电脑型”电池，可以通过内置适配器和车载打火机连接，或者直接使用交流电源。

DirecTV Sat-Go可以在室外也可以在室内使用，尤其适用于旅游、野外、露营、汽车、旅馆，应急反应等；平板天线能在“几分钟内” 快速、简单的找到DirecTV卫星；DirecTV用户只需要每月支付4.99美元，就可以把他们的服务转移到Sat-Go上。

DirecTV正在研发DirecTV Sat-Go的系列型号，如适用于紧急情况下的Sat-Go Pro；只有Sat-Go的25磅质量一半的Sat-Go Light等。

DirecTV Sat-Go将在今年4月份上市，价格将在1，000～1，300美元之间。由于DirecTV Sat-Go 的卓越表现，在2007年度CES国际消费电子展上被评为十大奖项的“最有创意的便携式音像奖”。DirecTV 公司在2007年度CES国际消费电子展上推介DirecTV Sat-Go如图-5；DirecTV Sat-Go产品宣传如图-6；DirecTV Sat-Go广告画如图-7所示。

二．迷你卫星平板天线系统

掌上卫星电视早已不是梦想。2004年，SatCom PASSPort 的被称为迷你卫星平板天线系统（SatCom PASSPort™ Mini Plus Flat Panel Satellite Antenna System）已经诞生。这种“便携天线卫星电视随时随地收看”（The First Portable Flat Antenna for DBS-TV Viewing Anytime， Anywhere），但需配置电视机。迷你卫星平板天线系统套装如图-8；迷你卫星平板天线系统的旅行使用如图-9；迷你卫星平板天线系统的野外使用如图-10；迷你卫星平板天线系统的船舶使用如图-11所示。迷你卫星平板天线系统原理图如图-12所示：

3．平板天线

不论DirecTV Sat-Go便携式卫星电视接收系统还是SatCom PASSPort的迷你卫星平板天线系统，都有一个共同的特点就是采用平板天线。

1．平板天线原理

平板天线，又称平面天线，是相对于抛物面天线而言的，抛物面天线是采用一次或二次反射接收信号的天线，平板天线是直接接收信号的天线。

平板天线从接收原理和接收方式发生根本的改变，与传统的抛物面天线外观完全不同。平板天线是雷达技术、微带技术、电子技术和通信技术的综合运用，将阵列式天线运用到卫星接收天线，并形成了各种不同技术的平板天线。

平板天线口径面积利用率高、体积小、低剖面、可共形，具有良好的方向图性能，辐射单元与馈线网络易于集成，易于实现低或极低副瓣等特点，所以广泛应用于车载、舰载、机载移动接收、卫星通信、卫星接收、导航、雷达、导弹和火炮系统等领域。

平板天线从技术上分为振子平板天线和缝隙平板天线。平板卫星天线系统是平面相控阵等高科技的天线，如与单脉冲跟踪技术、激光制导、陀螺仪和GPS定位等技术组合运用，可实现移动卫星接收和卫星通信。

平板天线分为有源和无源两种。有源平板天线采用的是微电路技术；无源平板天线是在透明表面中覆盖了很多由金属构成的缝隙、同心圆，从而形成一个电子透镜用于聚集信号。

平板天线的造型有圆形、椭圆型、长方形、正方型、菱形、多边圆型和五角型等形状。平板天线可固定、旋转、折叠；可水平、垂直或按角度、定向放置安装，甚至悬挂在墙壁上、悬挂空中；接收移动卫星时可任意放置安装。

平板天线的高频头内置集成在天线面微带阵内，属后馈天线，天线馈源安装在主面后面，采用电磁波吸收原理。平板天线一般内置有一种或两种本振高频头：单本振（如10750MHz或11300MHz等）；双本振（如9750/10600MHz或9750/11300MHz等）。极化方式采用线极化、圆极化；单极化或双极化。

天线面采用玻璃钢板、玻璃钢蜂窝夹层板、防锈铝板，高档的用芳香族聚酰胺合成纤维布等材料。

2．平板天线分类

平板天线形式多种多样，按辐射单元构成可分为缝隙天线阵形、印制天线阵和多焦距天线阵平板天线；按馈电结构可分为微带线、带线、悬置带线和波导、平面波导、同轴线等；按辐射单元形状可分为矩、圆形、三角形、椭圆形、梳形、曲柄形等多种形状；按极化方式分为圆极化方式和线极化方式。如图-14 振子平板天线主要部件；图-15振子平板印刷振子、电路及接线；图-16 振子平板天线F型接口及馈源；图-17振子平板天线后面；图-18 超薄的振子平板天线所示。

丰富的想象力、独特的设计、先进的技术为我们造就了各种平板天线，为卫星电视的接收增加了更多的选择方案。

3．缝隙平板天线

缝隙天线是在一个无限大、无限薄的理想导电平面上开一个无限小的缝隙，并用接在缝隙边缘的电压激励，构成了缝隙基本单元。许多个缝隙基本单元联接在一起就可构成缝隙天线。缝隙可以开在波导壁上，也可开在平板上或圆筒上。

缝隙平板天线是卫星直播接收用平面天线的一种。缝隙天线是由金属面上的缝隙构成的天线。缝隙天线的形式很多，可以加工成各种形态，缝隙可由同轴线或波导馈电。缝隙天线损耗小、效率高。缝隙天线的缝隙改变了辐射口径分布，使其更加均匀，定向增益增加，从理论上分析和计算这种天线的效率不会低于75%。

缝隙平板天线结构：天线的高频头在天线罩后侧；高频头探针直入平板腔体中心，在探针的入口处设置了一个金属法兰盘；一块等距的介质平板，中心有一圆孔，探针从中穿过；在介质板前面是镀银导体的薄板，薄板上缝隙是有许多成对的缝隙所组成，按圆极化或线极化结构排列、组合，每个缝隙都是极化波的单元的辐射器，后面是绝缘面；缝隙间距相等，阵列天线形成栅瓣。信号由波导的中心激励，与高频头的馈电由此产生一个径向向外的行波模。在波导的边缘，上面波导中形成一个径向向内的行波模，部分能量由缝隙向外辐射。波导的外边缘和馈电点有一定的锥削结构，有利于抑制边缘的反射。

缝隙平板天线内部由众多缝隙天线阵组成如图-19 飞机缝隙平板天线内部结构；图-20 船舶缝隙平板天线内部结构所示。

4．振子平板天线

振子平板天线接收原理：有限长的线振子可看作是由许多个赫兹电振子串接而成。沿振子的全长对式作积分，就可求得远区辐射场。最常用的有半波振子等。振子平板天线，又称微带振子平板天线，是微带天线家族的一员。微带天线还包括微带贴片天线和微带线形天线等。

振子平板天线采用微波技术中的微带电路技术，将半波振子单元天线有规律地排成行和列组成阵列式天线。每个相邻半波振子单元之间，相隔半个波长的整数倍，构成一个天线阵。根据天线增益的要求，决定半波振子的单元的数量，振子单元愈多，增益愈高，天线就愈大。

平板振子天线部分剖面结构如图-20平板天线结构1；图-21平板天线振子结构2；图-22平板天线振子结构3示意图所示。

5．多焦距平板天线

多焦距平板天线与“微带平板天线”不同，是依据几何光学和物理光学原理对旋转抛物面天线的进一步发展。在结构上，它是由若干个有不同焦距的旋转抛物面的环状截面组成，按旋转轴、焦点重叠原则组合，并要求各环状截面的焦距相差值是被接收信号半波长的整数倍。

多焦距平板天线的实质就是多个天线的组合，但它不是简单的组合，有它严格的排列组合原则。多焦距平板天线的方向图也不再是其中某个天线方向图的简单替代，而是每个天线方向图的合成。多焦距平板天线的一个重大缺点，就是只能在一定频率范围内适用，即有带宽限制。

6．平板天线天线罩

平板天线的天线罩是平板天线的重要组成部分，直接关系到天线的接收质量。天线罩材料必须满足介电性能、力学性能、三防寿命、工艺性能、重量等要求。平板天线天线罩目前最好材料是功能性复合材料——芳纶纤维。

芳纶纤维（Aromatic Polyamide Fi-ber）又称芳香族聚酰胺纤维，是指分子链上至少含有80%的直接与两个芳香环相连接的酰胺基团的聚酰胺经溶液芳丝所得到的合成纤维。芳纶纤维由美国杜邦（Dupont）公司于1965年发明，早期名称为Aramid纤维。自从芳纶纤维问世以来，前苏联、日本、西欧等国家也都进行了大量的研制工作。国外同类纤维还有西德-荷兰Enka公司的Twaron纤维，前苏联的Apmoc、CBM纤维，日本的Technora纤维等。由芳纶纤维制成的芳纶纸蜂窝芯材有Nomex和Korex。这种纤维具有很高的拉伸强度，比重轻，比碳纤维轻20%，比玻璃纤维轻40%，并且具有很低的热膨胀系数。此外还有断裂伸长率高，韧性和耐磨性能，优异的冲击强度，耐紫外线老化性能，加工纺织成各种缝线、绳索、布、三维立体纺织物等。由它制成的层压板比玻璃纤维层压板轻25%-30%。国内芳纶纤维的研发尚处于起步阶段。

芳纶纤维及其复合材料的航空航天等结构材料领域中已得到广泛的应用。近十几年来随着通讯工业、卫星通讯技术的快速发展，对天线设备的小型化、轻型化、高可靠性提出更高的要求。由于芳纶纤维复合材料具有优异的力学性能、电绝缘性能、透波性能、低的线膨胀系数（纤维轴向略呈负值）等，在天线领域中有着广阔的应用前景。■

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