实践十号科学实验卫星天线系统在星体上的布局和连接如图11-52所示。C频段脉冲应答机收发天线布置在回收舱裙部Ⅰ、Ⅲ象限；制动舱S频段天线a、b分别布置在制动舱Ⅰ、Ⅲ象限，服务舱S频段天线布置在服务舱Ⅰ象限；数传天线布置在密封舱Ⅰ象限。
返回舱C频段脉冲应答机接收天线采用两个左旋平装耐烧蚀天线且安装在回收舱Ⅰ象限和Ⅲ象限的舱壁上，组阵方式形成近全空间覆盖，满足返回舱实现接收地面精密跟踪雷达发射的微波脉冲信号要求；返回舱C频段脉冲应答机接收天线采用两个右旋平装耐烧蚀天线且安装在回收舱Ⅰ象限和Ⅲ象限的舱壁上，组阵方式形成近全空间覆盖，满足返回舱实现发射C频段脉冲应答机发射的射频信号要求。
在再入回收段，返回舱下降到一定高度（17 km）时，天线盖弹开，回收信标天线弹开到位，开始发射回收信标。回收信标天线采用四分之一波长的单极振子形式，形成倒“8”字方向图，采用弹簧装置实现自动展开功能。
制动舱S频段天线采用两副圆锥螺旋天线安装在制动舱Ⅰ象限和Ⅲ象限的舱壁上，通过等功分的混合接头组成二元阵，实现全空间覆盖。服务舱采用1副与制动舱S频段相同的单机方案，安装在服务舱Ⅰ象限，实现对地半空间覆盖。
密封舱数传天线本体采用X频段双绕背射螺旋天线形式实现地球匹配赋形波束，安装于密封舱Ⅰ象限，实现对地数传；由于卫星无整流罩，数传天线配置一个平锥型半波壁厚度耐受主动段气动环境的天线罩，实现天线本体气动防护。
1.C频段脉冲应答机收发天线
C频段脉冲应答机接收天线，由两副单元天线组成二元阵，分别安装在回收舱的冲地方向和冲天方向。它们通过高频电缆连接到C频段脉冲应答机收发天线功分器上，再从功分器通过高频电缆连接到C频段脉冲应答机接收端。
C频段脉冲应答机发射天线，由两副单元天线组成二元阵，分别安装在回收舱的冲地方向和冲天方向。它们通过高频电缆连接到C频段脉冲应答机收发天线功分器上，再从功分器通过高频电缆连接到C频段脉冲应答机发射端。
C频段脉冲应答机收发天线选用平装型耐烧蚀天线。其工作原理为：天线的圆波导腔内，采用一对振子与为其馈电的开槽同轴管的槽缝共同激励形成圆极化波。设计振子的不同安装角度以实现左右旋的圆极化。馈电采用同轴管四分之一波长开槽平衡馈电。由于天线安装在回收舱，天线窗采用石英玻璃及碳纤维石英增强复合材料，以防烧蚀。
功分器分上下两层，分别负责接收与发射两路信号。功分器采用不等功分馈电，冲地方向与冲天方向的天线功率分配之比约为3∶1。
为抑制表面波，应在雷达应答机收/发天线、引导信标天线周围的卫星外表面上沿母线方向贴宽度为380 mm、长度为710 mm的铝箔。
C频段脉冲应答机接收、发射天线组阵后的增益方向图如图11-53、图11-54所示。
2.回收信标天线
回收信标天线在卫星主动段和轨道运行段被压缩在天线座内。当回收舱返回穿过大气层大约距离地面17 km时，将回收信标天线盖抛掉，使回收信标天线弹出，天线开始工作。
天线、回收信标机和接有短路器的法兰安装插座分别通过高频电缆连接至同轴型三通器的三个端口。
天线由同轴馈电节、安装法兰、辐射杆和顶负载组成。天线振子顶端加小圆盘形成顶负载，以降低天线总高度。辐射杆分成三节，节节相套，不用时，借助返回舱天线盖，将其压入馈电座内导体管中；返回时，抛掉天线盖，借助天线中的弹簧势能，将辐射杆自动弹出舱外至预定长度，天线开始正常工作。
图11-53 C频段脉冲应答机接收天线组阵增益方向图
图11-54 C频段脉冲应答机发射天线组阵增益方向图
地面测试时需临时外接天线，为此在回收信标机与回收信标天线之间串联一个三通器。从三通器处并联一根高频电缆引至回收舱操作窗口附近，接短路器可靠短路。三通器的中心距离回收信标天线短路点和短路器的距离均为λ/4的奇数倍。测试时，可将短路器换成外接天线，不测试时将该外接电缆换成短路器即可，不影响天线正常工作，其连接情况如图11-55所示。
回收信标天线采用缩比模型方法测试方向图，增益方向图如图11-56所示，性能满足总体要求。
图11-55 回收信标天线连接示意
图11-56 回收信标天线增益方向图
3.制动舱S频段天线
制动舱S频段天线由两副单元天线组成二元阵。安装在制动舱的冲地方向和冲天方向，距离制动舱与服务舱分界面260 mm，组阵方向图如图11-57所示。它们通过高频电缆连接到制动舱S频段天线功分器上，再从功分器通过高频电缆连接到制动舱S频段应答机上。
天线采用圆锥等角螺旋天线。此种天线属于宽带天线，方向图的波瓣宽度可通过改变圆锥角和螺旋线升角而改变，圆极化性能也较好，它产生单一主瓣，方向图接近旋转对称，最大辐射方向沿锥底指向锥顶方向。天线采用同轴管四分之一波长开槽平衡馈电，并使用四分之一波长阻抗变换段达到天线阻抗匹配的要求。制动舱S频段天线已在多颗返回式卫星中成功应用，能够满足耐受主动段最高600℃（短期）的高温要求，天线性能满足总体要求。
4.服务舱S频段天线(www.xing528.com)
服务舱S频段天线由天线、高频电缆组件、密封连接器（XM1）组成。天线通过高频电缆组件连接至密封连接器（XM1），再从密封连接器由高频电缆组件连接至密封舱S频段应答机。
服务舱S频段与制动舱S频段天线方案相同，只是安装接口尺寸略有不同。天线轴线垂直于星体表面。服务舱S频段天线的性能可参见制动舱S频段天线，装星状态下天线增益方向图如图11-58所示，天线性能满足总体要求。
图11-57 制动舱S频段测控天线组阵增益方向图
图11-58 服务舱S频段测控天线
5.密封舱X频段数传天线
数传天线子系统由天线、高频电缆组件组成，高频电缆在天线端为TNC插头、微波开关端为SMA插头。
根据实践十号科学实验卫星任务需求，数传天线有以下几个特点：
1）天线波束需对地赋形。
2）天线可以耐受主动发射段气流冲刷。
3）天线需要实现密封。
根据上述特点及总体技术指标要求，数传天线指标可以分解为以下要求：
1）天线安装后突出星体表面的部分要尽可能减小，用天线罩进行保护，以克服上升段气流的冲刷影响。
2）在天线以对地为旋转轴的马鞍形赋形波束方向图中，在±76°方向G≥2 dBi（含电缆损耗），在±76°范围内的其他点满足地球匹配赋形波束规范要求。
数传天线本体采用X频段双绕背射螺旋天线，通过调整螺旋的螺距及螺径可以使天线赋形波束达到指标要求，并可以调整天线高度。此产品已在众多中低轨卫星上使用过，在轨工作正常，未发生在轨故障，最长在轨飞行寿命已超过7年，产品性能稳定可靠。
天线主要由螺旋天线、反射杯、天线罩、密封插座4部分组成。螺旋天线本身完全由金属制成，天线效率高，结构可靠。天线在原材料选用和结构形式方面继承了成熟产品。
反射杯为锥形铝合金结构，壁厚为2 mm。此外，螺旋天线与反射杯紧固连接，反射杯底面与星体连接，连接面的反射杯底面上有密封槽，装入O形密封圈，实现天线与舱体间密封。
天线罩采用常规半波壁透波结构，壁厚10.15 mm，天线罩由罩体与法兰组成。天线罩罩体材料选用耐烧蚀、透波、力热承载性能良好的石英纤维增强二氧化硅材料，气动构型为平锥形，倒扣于天线本体上，天线罩通过法兰与星体舱壁连接。天线罩保护天线本体不受上升段气流的冲刷影响，确保在上升段气动加热过程中天线各部件的工作温度，保证天线性能稳定不变。
数传天线外形及与星体连接情况如图11-59所示。数传天线装星状态下增益方向图如图11-60、图11-61所示，满足总体指标要求。
图11-59 密封舱X频段数传天线外形与星体连接示意
图11-60 数传天线中心频率净增益方向图（f=8 212 MHz）
图11-61 数传天线150 MHz、300 MHz带宽边频净增益方向图
（a）f=8 137 MHz；（b）f=8 287 MHz
图11-61 数传天线150 MHz、300 MHz带宽边频净增益方向图（续）
（c）f=8 062 MHz；（d）f=8 362 MHz
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