卫星天线的发展

通信卫星天线的发展经历了从简单天线(标准圆形或椭圆形波束)、赋形无线(多馈源波束形成和反射面赋形)到为支持个人移动通信而开发的多波束赋形大型天线。

全球波束仍采用圆形波束和区域通信,大部分卫星通信采用双栅、正交、单馈、反射面天线设计。这种天线技术不仅用于大多数通信卫星;同时也被世界各大卫星天线厂商掌握,为支持个人移动通信而开发的多波束赋形大型天线开始使用。主要的卫星天线如下。卫星天线是由休斯公司开发的。天线物理尺寸为12.25m× 16m,投影直径为12m,有128个馈源,收发一体。该无线装置像一个由多根支撑杆支撑的双环,上环有一个透明抛物面支撑面,下环有一个透明抛物面反射器,两个抛物面由多根弦拉紧。展开和折叠简单可靠,各支撑杆的节点由齿轮连接和控制。

无线设计具有以下特点:

一对集成发射和接收的卫星天线。对于任何一个点波束,发射波束和接收波束都会完全重叠(同时不需要第二个天线,大大减轻了天线子系统的重量。

新颖的结构设计,达到小型化的目的,在折叠状态下简单可靠的展开。

反射面采用镀在介质膜上的金属环选频面,只与工作频率谐振,反射其余部分,消除了金属与金属的接触,使无源互调最小化。

介质膜由不完全绝缘体材料氧化铟制成,其电阻率约为10(8次方)ω,既保证了静电的完全卸载,又保持了电磁波的穿透不受影响。

128馈源与车载数字信号处理器完美结合,有效保证了覆盖区域内点波束的要求。采用偏置馈源技术,每8个或20个甚至更多馈源形成一个波束,总数可以形成200-300个点波束。

多点波束,波束隔离度为14db;频率复用次数(波束数/7)大大提高,大大节省了卫星的频率和频段。

点波束的设计保证了天线的高增益,有效支持了个人通信的需求。卫星天线由位于美国奥兰多的哈里斯公司研制,距今已有100多年的历史。Harris公司的天线设计采用传统的可展开桁架天线。该公司拥有20年大型可展开天线的研发经验,包括L、S、X和Ku频段的天线,如美国TDRSS的4.8米卫星天线,已经过飞行验证,具有很强的实力和可信度。

ASES卫星采用两个12m的可展开桁架天线,分别用于发射和接收。本发明在结构和展开驱动机构上完全继承了原天线的特点,具有较高的精度和可靠性。直径4.8米的可展开桁架结构无线,总重量52磅;

反射器由18石墨环氧桁架、反射面、中枢控制机构和电机驱动展开系统组成。

中心支撑构件由六个石墨翼支架、应时环氧屏蔽、前巢反射器和顶部锥形体组成;

馈源组件包括旁瓣跟踪和五个KU波段馈源。4.8米直径可展开桁架天线,总重量76磅。

18刚性增强碳纤维环氧树脂桁架;

具有可调节铍支撑杆系统的支撑进给器

镀钼网状抛物面反射器;

双形卡塞格林反射器和尖顶反射器。