航天器天线工程设计技术：需求与任务分析

根据导航卫星信号体制设计，星间链路反射面天线承担建立持久链路的功能，因此具备收发频分全双工的工作模式，天线工作在Ka频段的两个频段上，并且为了保持所有卫星的状态一致，天线的收发频率可通过双工组件在轨切换。

星间链路反射面天线除用于通信功能外，还用于星间高精度的测距，因此需保障时延和相位中心的稳定性。

星间链路反射面天线由射频部分、结构与机构部分和热控部分组成，天线的指向控制由天线伺服控制器实现。卫星发射时天线处于收拢状态（图5-3），并锁紧在星体上。卫星入轨后，压紧释放机构解锁释放，天线在展开锁定机构的驱动下展开到位，支撑到星体以外。在轨工作时，双轴驱动机构带动反射面天线转动，实现波束指向扫描。射频部分是实现天线各项电性能的根本，本节重点介绍天线射频部分的设计。

图5-3　星间链路反射面天线外形示意（不含热控）(www.xing528.com)

星间链路反射面天线射频部分主要包括反射面天线组件、旋转关节组件、波导组件等，如图5-4所示。其中，反射面天线组件包括反射面组件、馈源组件、支撑杆，用于实现天线辐射相关的特性，包括增益、极化、副瓣、相位中心等。天线共使用了3个完全相同的旋转关节组件，分别位于天线的展开轴、A轴、B轴，用于实现天线在转动过程中微波信号的导通。波导组件用于连接反射面天线组件和3个旋转关节组件。

图5-4　星间链路反射面天线射频部分

通过对星座动态仿真分析，考虑到卫星的偏航，反射面星间链路天线双轴指向机构的最大转速约为0.42°/s，寿命期内累计转动行程不超过0.9万转，累计转动次数不超过2.5万次。其中，1转是指累计转动360°，转动1次是指一个完整的往复运动（包含两次转动方向的改变）。