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航天器数传天线的工程应用设计

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:背射双线螺旋数传天线单元方向图如图3-8所示,装星后受星体环境干扰下的方向图如图3-9所示,从中可以看到星体上数传天线在覆盖区内方向图的剧烈起伏,这对数传通道内的幅频特性产生明显的起伏影响,进而可能导致传输数据产生误码。图3-8数传天线单元方向图图3-9数传天线受星体环境干扰下的方向图改善数传天线在星体环境下的幅频特性有两方面的措施:1)将数传天线布局在星体的边缘,最大限度地减少投射到星体表面的能量。

航天器数传天线的工程应用设计

1.大功率结构设计

为满足星载X频段背射双线螺旋数传天线的功率容量需求,并考虑到在轨工作环境,在天线本体上进一步采用以下结构设计:

1)螺旋线采用空气介质,实现了无支撑设计,大大提升了功率容量。

2)天线内部馈电结构采用抗变形连接设计,释放在轨高功率传输带来的高温热应力

3)插座部位内部介质采用放气设计。

2.抗星体环境影响设计

背射双线螺旋数传天线具有良好的地球匹配赋形波束特性,然而由于其覆盖范围宽、方向性弱,在数据传输要求的覆盖区外还有较大的辐射电平,在星体环境下,覆盖区外的辐射电平投射到星体表面或者其他大型结构上,经反射后到达主辐射区域,会给主辐射区域内辐射电平带来明显的干扰影响,所以在天线实际应用中需重点关注该因素。

背射双线螺旋数传天线单元方向图如图3-8所示,装星后受星体环境干扰下的方向图如图3-9所示,从中可以看到星体上数传天线在覆盖区内方向图的剧烈起伏,这对数传通道内的幅频特性产生明显的起伏影响,进而可能导致传输数据产生误码。所以该天线的应用在满足地球匹配赋形波束增益要求的同时应最大限度地降低方向图的类似剧烈起伏,以确保数传通道质量。

图3-8 数传天线单元方向图(www.xing528.com)

图3-9 数传天线受星体环境干扰下的方向图

改善数传天线在星体环境下的幅频特性有两方面的措施:

1)将数传天线布局在星体的边缘,最大限度地减少投射到星体表面的能量。

2)在天线本体上增加一个杯状结构(图3-10),阻断数传天线后瓣投射到星体上的路径,取得的效果如图3-11所示,即覆盖区方向图起伏明显变缓,满足数传系统要求。

图3-10 数传天线抗干扰杯状结构示意

图3-11 数传天线增加抗干扰杯状结构后的星体方向图

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