随着各种近地空间航空器的不断发展,对宽带地空通信系统的需求也在迅速增长,如何建立可靠、灵活的地空数据传输链路来满足升空平台执行不同任务的需求,成为研究的重点内容。地空通信系统作为一种特殊的通信系统,多用于区域性通信,因升空平台处于运动状态,必须通过天线伺服装置保持地空端站天线相互对准的状态,对天线伺服跟踪设备要求较高,目前地空通信系统中地面站通常采用高增益定向天线,升空平台采用全向天线或定向天线,不仅带宽利用率低,并且难以对区域内的用户形成有效覆盖。本文结合地空通信的技术特点,通过构建一套地空通信系统,分析了目前地空微波通信设备和天线自跟踪技术的局限性。提出来适合地空通信的新型通信手段,将多波束通信设备作为核心设备应用到地空通信系统中,笔者和项目团队已经完成了设备的设计开发,下面介绍论文的具体研究工作。论文首先介绍了课题的研究背景和意义以及国内外相关研究的现状,主要包括地空通信系统的简要介绍以及相对其他无线通信系统的技术优势。接着分析和论述了构建一套地空通信系统的设计思路和实现方法,详细分析了系统构成和工作原理。通过分析目前地空通信系统的局限性,我们给出了一种多波束通信设备的设计及实现方法,该设备可有效克服地空通信系统的缺点,设备主要包括基于移动自组网技术的多波束微波通信设备和配套的多波束智能天线,对设备实现过程中的理论分析、硬件设计、软件设计及关键技术进行介绍。最后给出了一些实测数据。测试结果表明该设备达到了预期目标且具有一定技术优势。多波束通信设备采用空分复用技术结合TDMA体制和自组织网络的工作方式,相比传统的地空通信设备,可显著提升用户容量；在实现点对多点通信的同时,通过波束扫描进行网内邻节点的快速发现和更新,使得构成的网络具备了动中通能力；该设备能显著改善链路性能,不仅使用户终端设备小型化而且提升了系统的抗干扰能力。本文还在目前研究成果的基础上,指出了工程下一阶段的改进方向。