团 体 标 准
T/TAF 322—2026
接入 Ka 频段 GEO 、MEO 卫星的机载卫星通信地球站相控阵天线技术要求
Technical requirements for phased array antennas for airborne satellite communication earth stations connected to Ka band GEO and MEO satellites
2026-01-06 发布 2026-01-06 实施
电信终端产业协会 发布
前 言
本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由电信终端产业协会(TAF)提出并归口。
本文件起草单位：中国卫通集团股份有限公司、博鼎实华(北京)技术有限公司、中电科航空电子有限公司、中国电子科技集团有限公司第十研究所、中国电信集团卫星通信有限公司、深圳市飞思通信技术有限公司、中移(上海)信息通信科技有限公司。
本文件主要起草人：施永新、刘泽通、谌德军、金舰、郑艺、季红妍、陈祥、谢永锋、周鹏、李雪莲、张传松、范世雄、陈勇春、刘炳森、吴启俊、白凡、 熊诚锋、沈意。
接入 Ka 频段 GEO、MEO 卫星的机载卫星通信地球站相控阵天线技
术要求
1 范围
本文件规定了接入Ka频段GEO 、MEO卫星的机载卫星通信地球站相控阵天线(以下简称为天线)的组成、基本功能、天线接口、性能特性、环境特性、供电要求、安全特性、电磁兼容特性和可靠性等要求。
本文件适用于接入对地静止和非静止轨道卫星通信的静止和运动中使用的Ka频段机载卫星通信地球站相控阵天线的设计、测试及在网使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ATA300 航空器材包装规范
ARINC792-2 第二代Ku波段和Ka波段卫星通信系统
RTCA/DO- 160G 机载设备环境条件和试验程序
GJB 1181 军用装备包装、装卸、贮存和运输通用大纲
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
辐射方向图 radiation pattern
表征天线辐射量在空间的分布。
3.2
主瓣 major lobe
在规定的场分量下，最大辐射方向的辐射瓣。
3.3
副瓣 side lobe; minor lobe
主瓣以外的任何方向上的辐射瓣。
3.4
副瓣抑制度 side lobe suppression degree
天线主瓣和副瓣的差值。
3.5
增益 gain
天线在给定方向上，天线的辐射(接收)强度与相同条件下，假想的各向同性天线辐射(接收)强度之比，用分贝表示。若未给定方向，则指天线最大辐射(接收)强度方向。
3.6
圆极化轴比 axial-ratio
轴比为椭圆极化波的长轴与短轴之比。
3.7
跟踪精度 tracking accuracy
自动跟踪时，天线波束指向方向与目标信号来波最大值方向的角度差。
3.8
发射通道 transmitting channel
发射通道由上变频器和功率放大器组成，将中频调制信号变频到上行发射频率，并对其进行高功率放大。
3.9
接收通道 reception channel
接收通道由低噪声放大器和下变频器组成，将地球站天线接收的微弱射频信号进行低噪声放大，再将射频调制信号变频到中频信号。
3.10
透波率 wave transmittance
天线罩内信号源在某方向发射的远场功率谱密度与无天线罩时信号源在该方向发射的远场功率谱密度比值。
3.11
栅瓣 grating lobe
栅瓣是指在天线方向图中除了主瓣之外，在其他方向上因场强同相叠加形成的强度与主瓣相仿的辐射瓣。
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AC：交流(Alternating Current)
AR：轴比(Axial-Ratio)
DC：直流(Direct Current)
EIRP：等效全向辐射功率(Equivalent IsotropicRadiated Power)
G/T：接收天线增益与接收系统噪声温度之比(Gain/Temperature)
5 设备组成
天线的设备组成见图1 ，一般由发射天线阵面、接收天线阵面、电源、发射通道、接收通道、天线控制模块及组合导航系统(可选)等部分组成。
发射天线阵面主要用于发射射频信号到自由空间中;接收天线阵面主要用于接收自由空间中的电磁波;电源主要用于为天线供电;发射通道主要用于将后端中频信号上变频到射频信号给发射天线;接收通道主要用于将接收天线的射频信号下变频到中频信号;天线控制模块主要用于各个模块的控制、故障与功能检测;组合导航系统主要用于提供天线位置及姿态信息，从而实现天线的自动跟踪，为可选组件。
图1 设备组成框图
6 基本功能
6.1 自动对星
天线应具备根据目标卫星星历、机上惯导导航数据或组合导航系统提供的位置和姿态信息、世界标准时间等参数自动计算并锁定目标卫星的能力。
天线控制系统宜具有预存或外部注入卫星星历快速指向功能。
6.2 支持处理卫星系统的射频收发信号
天线应响应调制解调器的指令，支持频率、本振和极化方式的指令控制选择。
6.3 自检功能
天线应具备上电自检、启动自检和持续状态监测能力。
6.4 工作模式
天线应支持发射接收全双工通信。
6.5 软件升级
天线宜支持在不对天线进行拆卸情况下，通过网口或串口对软件/数据进行加载和升级的功能。
6.6 散热方式
天线宜采用自然散热、强迫风冷等散热方式。
6.7 天线控制协议
天线宜采用openAMIP协议促进与调制解调器之间的信息交换。
7 天线接口
7.1 中频接口
中频接口宜满足：
a) 中频输入：1个TNC接口;
b) 中频输出：1个TNC接口;
c) TCN接口阻抗：50Ω 或75Ω ;
d) 工作频率范围：可支持950MHz-4GHz中选取部分工作频段;
e) 工作频段内中频接口电压驻波比宜不大于3。
f) 时钟信号：1个时钟信号接口。
7.2 控制接口
天线对外控制接口宜满足：
a) 天线具备一路或一路以上以太网口，100 Base-T，符合IEEE 802.3;
b) 可通过对外控制接口实现天线的波束控制、电源开关、频率切换等功能;
c) 天线可同时支持其他硬件或软件控制接口。
7.3 电源接口
宜满足18V~52V直流供电或者115V交流供电。
8 性能特性
8.1 概述
本章所述性能指标不包含天线罩指标。
8.2 天线系统特性
8.2.1 工作频段
工作频段宜采用如下频段：
a) 发射频段：27.50 GHz～30.00 GHz;
b) 接收频段：17.70 GHz～20.20 GHz。
视卫星不同可采用部分频段。
8.2.2 扫描范围
天线坐标系采用以天线中心为球心的坐标系，天线位于XOY面内，法向与Z轴重合，如图2所示，其中， φ 角为天线波束指向在XOY平面投影与X轴的夹角， θ 角为天线波束指向与Z轴的夹角。
图2 天线坐标系定义
天线正常工作时，天线的扫描范围宜满足：
a) φ 角的范围：0°~ 360°;
b) θ 角的范围：0°~ 60°。
8.2.3 极化方式
宜采用圆极化方式(包括左旋圆极化和右旋圆极化)。
8.2.4 极化调整方式
宜采用自动电切换方式。
8.2.5 轴比
轴比指标应满足以下要求：
a) 0°≤φ ≤360°、0° ≤ θ ≤45°: ≤2.5dB;
b) 0°≤φ ≤360°、45°< θ ≤60°:≤4.0dB;
c) 0°≤φ≤360°、0° ≤θ ≤60°的范围内应75%测试点满足以上指标要求。
8.2.6 旁瓣
发射天线副瓣抑制度指标应满足以下要求：
a) 0°≤φ ≤360°、0° ≤ θ ≤30°: ≥14dB;
b) 0°≤φ ≤360°、30°< θ ≤60°:≥13dB;
c) 在0°≤φ≤360°、0°≤θ ≤60°的范围内应75%测试点满足以上指标要求，剩余25%测试点覆盖范围在此基础上恶化不超过2dB。
接收天线副瓣抑制度指标宜满足以下要求：
a) 在0°≤φ ≤360°、0°≤θ ≤60°的范围内不小于10dB;
b) 在0°≤φ≤360°、0°≤θ ≤60°的范围内应90%测试点覆盖范围满足以上指标要求，剩余10%测试点在此基础上恶化不超过2dB。
8.2.7 栅瓣
在0°≤φ≤360°、0°≤θ ≤60°的范围内发射天线及接收天线均不应出现栅瓣。
8.2.8 收发端口隔离度
发射天线工作在P- 1状态时，接收天线应能正常工作，且发射信号不会在接收中频带内产生杂散信号，不会造成接收中频带内噪声谱密度恶化超过0.5dB。
8.2.9 天线罩损耗
对配套使用的天线罩，在天线扫描范围内天线罩损耗宜满足以下要求：
a) 0°≤φ ≤360°、0° ≤ θ ≤45°: ≤2.0dB;
b) 0°≤φ ≤360°、45°< θ ≤60°:≤2.5dB。
8.2.10 G/T 值
天线G/T值(对空) 宜满足以下要求：
a) 0°≤φ ≤360°、 θ =0° : ≥10.5dB/K;
b) 0°≤φ ≤360°、 θ =30°: ≥9.5dB/K;
c) 0°≤φ ≤360°、 θ =45°: ≥8.5dB/K;
d) 0°≤φ ≤360°、 θ =60°: ≥6.5dB/K;
e) 在0°≤φ≤360°、0°≤θ ≤60°的范围内应75%测试点满足以上指标要求，剩余25%测试点在此基础上恶化不超过1dB。
8.2.11 EIRP
天线EIRP值宜满足以下要求：
a) 0°≤φ ≤360°、 θ =0° : ≥48 dBW;
b) 0°≤φ ≤360°、 θ =30°: ≥46 dBW;
c) 0°≤φ ≤360°、 θ =45°: ≥45 dBW;
d) 0°≤φ ≤360°、 θ =60°: ≥43 dBW。
8.3 波束控制
8.3.1 对星方式
天线对星方式应采用自动对星方式。
8.3.2 波束切换时间
天线波束切换时长宜不大于5ms。
8.3.3 跟踪方式
天线应采用自动跟踪方式。
8.3.4 跟踪精度
跟踪精度应不低于接收半功率波束宽度的五分之一。
8.4 发射通道技术指标
8.4.1 功率调整模式
天线发射功率应具有自动或手动调整能力。
8.4.2 增益调整范围
增益调整范围宜不小于30dB。
8.4.3 增益调整步进
增益调整步进应不大于1dB。
8.4.4 载波自动禁止发射
天线应具有自动关闭或通过外部控制关闭发射信号的功能。
8.4.5 增益平坦度
发射通道增益平坦度应满足如下要求：
a) 500MHz频率范围内不大于4dB p-p;
b) 100MHz频率范围内不大于2dB p-p;
c) 12MHz频率范围内不大于1.2dB p-p。
8.4.6 相位噪声
相位噪声应满足以下要求：
a) 偏离载波100Hz不大于-60dBc/Hz;
b) 偏离载波1kHz不大于-70dBc/Hz;
c) 偏离载波10kHz不大于-80dBc/Hz;
d) 偏离载波100kHz不大于-90dBc/Hz。
8.4.7 杂散
以1dB压缩点未调制载波输出功率为参考，发射杂散应满足以下要求：
a) 落在fTmin 到fTmax 的带内杂散：≤-50dBc;
b) 落在30MHz到fTmin 的带外杂散：≤-MIN(60 ，43+10logP)dBc(P为所有发射通道的发射功率之和，单位为W);
c) 落在fTmax 到2次谐波工作频段的带外杂散：≤-MIN(60 ，43+10logP)dBc。
注：fTmin 和fTmax 分别为发射射频工作频带内的最低频率和最高频率。
8.5 接收通道技术指标
8.5.1 功率增益调整范围
功率增益调整范围宜不小于30dB。
8.5.2 功率增益调整步进
功率增益调整步进应不大于1dB。
8.5.3 增益平坦度
接收通道增益平坦度应满足如下要求：
a) 500MHz频率范围内不大于5dB p-p;
b) 250MHz频率范围内不大于3dB p-p;
c) 60 MHz频率围内不大于1.2dB p-p。
8.5.4 相位噪声
相位噪声应满足以下要求：
a) 偏离载波100Hz不大于-60dBc/Hz;
b) 偏离载波1kHz不大于-70dBc/Hz;
c) 偏离载波10kHz不大于-80dBc/Hz;
d) 偏离载波100kHz不大于-90dBc/Hz。
8.5.5 杂散
以接收中频输出1dB压缩点回退30dB为参考，接收杂散应满足以下要求：
a) 带内杂散：≤-45dBc;
b) 带外杂散(频率范围[30MHz~fRmin, fRmax~2次谐波](不包含二次谐波))：≤-50dBc。注：fRmin 和fRmax 分别为接收中频工作频带内的最低频率和最高频率。
9 环境特性
9.1 概述
天线宜满足本章环境特性要求或目标装机机型环境特性要求。
9.2 温度和高度
天线设备的设备类别应满足F2类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第4章。
9.3 温度变化
天线设备的设备类别应满足A类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第5章。
9.4 湿热
天线设备的设备类别应满足C类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第6章。
9.5 工作冲击和坠撞安全
天线设备的设备类别应满足A类或D类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第7章。
9.6 振动
天线设备的设备类别应至少满足S类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第8章。
9.7 防水
天线设备的设备类别应满足S类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第10章。
9.8 流体敏感性
天线设备的设备类别应满足F类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第11章。
9.9 沙尘
天线设备的设备类别应满足S类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第12章。
9.10 霉菌
天线设备的设备类别应满足F类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第13章。
9.11 盐雾
天线设备的设备类别应满足S类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第14章。
9.12 结冰
天线设备的设备类别应满足A类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第24章。
10 安全特性
天线安全性应满足如下要求：
a) 天线应具备接地保护和过载保护等电气安全性设计;
b) 天线应具备结构安全设计，外结构所有棱角均采用最大实用半径的圆角结构设计，并尽量避免薄的棱边。
11 电源输入
天线宜满足本章电源输入特性要求或目标装机机型电源输入特性要求。
从飞机直接取电的天线设备的设备类别应满足：
a) 工作在恒频交流电源条件下，应满足A(CF)HLPI要求;
b) 工作在宽频交流电源条件下，应满足A(WF)HLPI要求;
c) 工作在直流电源条件下，应满足A要求。
具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第16章。
12 电磁兼容特性
12.1 概述
天线宜满足本章电磁兼容特性要求或目标装机机型电磁兼容特性要求。
12.2 磁影响
天线设备的设备类别应满足A类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第15章。
12.3 感应信号敏感度
天线设备的设备类别应满足CWX类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第19章。
12.4 射频敏感性
天线设备的设备类别应满足TT类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第20章。
12.5 射频能量发射
天线设备的设备类别应满足H类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第21章。
12.6 雷电感应瞬态敏感度
雷电感应瞬态敏感度应满足XXZZZZ类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第22章。
12.7 雷电直接效应
天线设备类别应满足2A2A类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第23章。
12.8 静电放电
天线设备的设备类别应满足A类。具体环境条件和试验程序见RTCA/DO- 160G第25章。
13 可靠性
天线平均故障间隔时间应不小于5000小时。
14 标志
天线站应在设备的适当位置装有清晰、耐久的标志，可采用电子形式。标志内容宜包括：
a) 制造厂的名称和商标;
b) 产品名称、型号(或件号)、批次号及重量;
c) 产品生产日期。
15 包装
产品除规定设备宜包含以下文件：
a) 装箱单;
b) 产品合格证;
c) 产品规范;
d) 随机设备附件清单。
16 运输
产品设备的包装箱允许用一般运输工具运输，但要避免水浸、剧烈振动和跌落，严禁违章装卸。天线的运输宜符合GJB 1181或ATA300的规定。
17 贮存
天线贮存条件如下：
a) 温度：0℃~35℃;
b) 相对湿度不大于80%;
c) 贮存场所应选择通风良好，防雨防潮防日晒防电磁干扰并具备消防设施的室内环境。贮存环境内应无酸、碱及腐蚀气体。
参 考 文 献
[1] 罗伯特·J·梅洛克斯. 相控阵天线手册[M]. 南京电子技术研究所，译. 北京: 电子工业出版社, 2007.
[2] HANSEN R C. Phased array antennas [M]. New York: John Wiley & Sons, 2009.
[3] VISSER H J. Array and phased array antenna basics [M]. Chichester: John Wiley & Sons, 2006.
[4] 李知新. 相控阵天线理论和技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2015.
[5] 王玖珍, 薛正辉. 天线测量实用手册[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2013.
[6] ZHANG Z, ed. Handbook of antenna technologies [M]. Singapore: Springer Singapore, 2016.
[7] MUNK B A. Finite antenna arrays and FSS [M]. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003.
[8] ARINC 791-1, Guidance for Airlines Using Ku-Band Satellite Communication Systems [S]. Annapolis, MD: Aeronautical Radio, Inc., 2005.
[9] ARINC 791-2. Guidance for Airlines Using Ku/Ka-Band Satellite Communication Systems [S]. Annapolis, MD: Aeronautical Radio, Inc., 2015.
[10] HANSEN R C, ed. Digital phased arrays: challenges and opportunities [C]. Piscataway, NJ: IEEE, 2010.
[11] IEEE Standards Association. IEEE standard test procedures for antennas: IEEE Std 149-1979 [S]. New York: IEEE, 1979.
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