我国通信卫星天线技术发展与应用进程虽滞后于国外,但也基本经历了与国外相同的历程。最早的通信卫星反射面天线为东方红二号试验卫星的反射面天线,而在鑫诺二号(2006年)、鑫诺三号(2007年),中星十号(2011年)、中星十一号(2013年),尼日利亚通信卫星1 R(2011年)、巴基斯坦星1 R(2011年)等商业卫星中赋形反射面天线技术得到了成功应用,委内瑞拉星(2008年)、鑫诺六号(2010年)等则成功应用了双栅天线技术。而在多波束天线应用方面,我国的实践十三号(中星16号)卫星作为我国首颗高码速率大容量个人通信卫星,首次进行了四色复用体制的多波束天线应用,实现了支持100 Gb/s级的卫星通信容量。在移动通信卫星应用方面,采用大型可展开网状天线与多波束天线技术,我国在天通一号卫星(2016年)中实现了S频段移动通信业务。我国的高精度可展开天线技术也得到了发展,并将在天链中继卫星中得到应用。
当前国内通信卫星载荷天线的几种类型如图6-3所示。
图6-3 当前国内通信卫星载荷天线的几种类型
(a)赋形反射面天线;(b)双栅天线;(c)大型可展开网状天线;(d)高精度可展开天线(www.xing528.com)
综上所述,星载通信天线按功能可分为点波束天线、赋形波束天线、多波束天线、自适应调零天线等类型。与卫星业务的关系如表6-1所示。
点波束天线是指能够提供笔形波束、在对地球视场中形成圆形覆盖区或椭圆覆盖区的天线,它能进行星地通信或对地数据传输。为了提高通信卫星覆盖区的灵活性,点波束天线一般配置有驱动机构,所以被称为机械可动点波束天线,它能够使波束在对地视场内灵活移动,既可实现卫星对地固定站通信,也可实现对相关车载、舰载、机载等移动站通信。关于机械可动点波束天线技术请参见其他章节中的介绍。
表6-1 天线技术与通信卫星业务的关系
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