一种支持广域覆盖的5G机载相控阵高增益天线设计

1 论文标题：一种支持广域覆盖的5G机载相控阵高增益天线设计

2 作者信息：陈天夫*, 杨春艳, 王梓涵, 刘亚召, 侯 甲, 陈 璐, 王兆轩, 王必成：西安航天天绘数据技术有限公司天线产品室，陕西 西安

3 出处和链接：陈天夫, 杨春艳, 王梓涵, 刘亚召, 侯甲, 陈璐, 王兆轩, 王必成. 一种支持广域覆盖的5G机载相控阵高增益天线设计[J]. 天线学报, 2025, 14(2): 15-25. https://doi.org/10.12677/ja.2025.142002

4 摘要：机载5G ATG (Air-to-Ground)通信系统作为实现地空高速连接的关键技术，其核心部件——相控阵天线的性能直接影响着整个系统的通信质量和容量。本文针对机载5G ATG系统的特殊需求，设计并实现了一种高增益、大角度覆盖的相控阵天线方案。首先分析了机载5G ATG系统对天线的性能需求，并针对平台限制、复杂空域环境特性等挑战，提出了相应的解决方案。在天线设计方面，采用新型天线结构，实现了低剖面和高增益的特性；在波束赋形方面，提出了一种基于改进粒子群算法的波束赋形方法，有效提高了天线抗干扰能力和波束指向精度；在射频组件设计方面，采用高集成度、低功耗的芯片方案，满足了机载平台对尺寸和功耗的严格要求。最后，搭建了测试平台，对天线的性能进行了测试验证。结果表明，该天线方案具有良好的辐射特性、波束覆盖能力，能够满足机载5G ATG系统的应用需求。