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航天器双频PECGNSS天线设计技术

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-24SWARM卫星PEC GNSS天线图4-25SWARM卫星PEC GNSS天线在星上安装位置示意该PEC天线由安置在反射杯中两层辐射片实现,其中上层辐射片由下层辐射片耦合进行激励,而下层辐射片由带状线馈电网络进行四点馈电。图4-29扼流圈PEC双频GNSS天线外形图4-30扼流圈PEC双频GNSS天线图4-31扼流圈PEC双频GNSS天线图4-32PEC双频GNSS天线的回波损耗特性

航天器双频PECGNSS天线设计技术

瑞典RUGA宇航公司开发了一系列不同种类的GNSS天线,其中最典型的是SWARM卫星所使用的罩杯贴片(Patch Excited Cup/PEC)天线。

1.PEC双频GNSS天线单元

SWARM卫星所使用的PEC天线采用四点馈电、双层空气介质的天线,天线实物如图4-24所示。卫星上有两副GNSS天线,安装于对天面,如图4-25所示。该天线高度为55 mm,直径为160 mm,重量为325 g。

图4-24 SWARM卫星PEC GNSS天线

图4-25 SWARM卫星PEC GNSS天线在星上安装位置示意

该PEC天线由安置在反射杯中两层辐射片实现,其中上层辐射片由下层辐射片耦合进行激励,而下层辐射片由带状线馈电网络进行四点馈电。其中馈电网络独立而且分别对下层辐射片以相同的幅度进行0°、90°、180°和270°不同相位的激励,进而实现圆极化。通过馈电点与下层辐射片间的磁耦合实现宽带匹配。其方向图如图4-26、图4-27所示,驻波比如图4-28所示。

该天线设计时受到体积尺寸的严格约束,因此天线具备质量轻、体积小的优势,但是天线后瓣相对较大,从而导致其辐射性能易受星体环境干扰。所以,在星体表面,一般安装在星体棱边上时性能表现良好;而装在大型平面上时,性能受到星体的影响较大。

图4-26 PEC双频GNSS天线(频率=1 227 MHz)

图4-27 PEC双频GNSS天线(频率=1 575 MHz)(www.xing528.com)

图4-28 PEC双频GNSS天线的回波损耗特性

2.扼流圈PEC双频GNSS天线

考虑到星体环境的影响,RUGA宇航公司开发了采用两圈扼流圈的PEC天线,实现了天线的低后瓣,提高了天线的交叉极化能力,降低了星体的多径效应,实现了卫星的精密定轨。该天线外形如图4-29所示。该天线高度为87 mm,直径为200 mm,重量为735 g。其方向图如图4-30、图4-31所示,驻波比如图4-32所示。

图4-29 扼流圈PEC双频GNSS天线外形

图4-30 扼流圈PEC双频GNSS天线(频率=1 227 MHz)

图4-31 扼流圈PEC双频GNSS天线(频率=1 575 MHz)

图4-32 PEC双频GNSS天线的回波损耗特性

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