国外ATG网络进展及余割平方波束ATG地面天线设计

【摘要】欧美已部署ATG网络并在向5G升级，飞机上旅客的上网体验有望提升，航空运营及服务的新模式有望出现。针对新一代ATG地面基站天线长距离、高增益覆盖的需求，在原理分析的基础上，提出以余割平方曲线为目标方向图函数，用粒子群算法迭代出馈到垂直阵列中每个辐射单元的幅相权值、采用威尔金森功分器及调整馈电线路在功分板上实现上述权值，从而实现垂直面上的余割平方方向图，最后给出经实用验证的Massive MIMO天线性能。

【关键词】ATG；余割平方；天线；Massive MIMO

0 引言

ATG（Air to Ground，地空通信，也称A2G）或DA2G（Direct Air to Ground，直接地空通信）系统沿航路部署地面基站，并在地面基站与飞行器之间建立直接的无线连接（如图1），比之由卫星和地面站组成的航路覆盖系统，ATG部署快、投资少，更容易做到大带宽、低延时，且受高空气象条件影响小。由于ATG是在地面基站与飞行器间通讯，无法覆盖深海区域，因此洲际航线仍需卫星通讯支持，可由卫星与ATG联合组网。基于Massive MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）天线系统的信道容量较大，飞机不再只是运输工具，也可能成为高速上网的办公室、会议室甚至家庭影院。同时，乘客旅行行为及航空管理模式也有望发生变化，比如，乘客在飞机上就可以办理转机手续而不必要长时间聚集在机场转机柜台；机长可根据航线的气象条件动态调整飞行高度&#x

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