有效載荷遙測有源天線 - 通信衛(wèi)星之無源天線技術(shù)解析
阿爾卡特公司已提出這種有源天線的新方案。這種新方案能確保對地球覆蓋實(shí)現(xiàn)恒定的等通量等效全向輻射功率。成形錐形直接輻射陣列,只通過相位控制和放大器的開關(guān)切換,便可實(shí)現(xiàn)方位和仰角的緩慢掃描。
這種方案非常適合于圓錐形覆蓋,對于具體空間任務(wù)要求,其設(shè)計也容易調(diào)整。其特點(diǎn)是:
·具有角度分辨率的靈活性;
·可控制方向性,因而可控制等效全向輻射功率和增益/噪聲溫度的性能;
·具有較高的可靠性并容易重新配置。
在這種方案中,不需要作任何改變,便可實(shí)現(xiàn)多載波和多波束工作模式。
4數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星天線
歐空局的數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星(DRS)的S頻段發(fā)射天線亦由阿爾卡特公司設(shè)計,用于靜地軌道衛(wèi)星與低地軌道衛(wèi)星用戶之間的通信。通過安裝在衛(wèi)星一側(cè)的S頻段有源天線,可控波束掃描可實(shí)現(xiàn)10°的視場角。
在歐空局?jǐn)?shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的試驗(yàn)衛(wèi)星阿蒂米斯(ARTEMIS)計劃中,對這種S 頻段天線的鑒定模型進(jìn)行了試驗(yàn)。
為了實(shí)現(xiàn)最低的研制風(fēng)險,這種天線設(shè)計成鋁層疊裝置,以實(shí)現(xiàn)在大約4%的頻帶寬度上適 應(yīng)圓極化輻射。這種技術(shù)能耐受只采用簡單溫度控制(只涂白色涂層而不用熱管)的工作溫度 范圍,并較容易在碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)。
三、衛(wèi)星天線的發(fā)展前景 成形反射器曾使無源天線的設(shè)計產(chǎn)生過重大簡化,但至今這種天線對于簡單的國家覆蓋操作仍有許多限制。
這就需要發(fā)展新技術(shù),以支持成形反射器和對偶輸入多饋源,實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜任務(wù)的無源天線重新配置能力。這些多饋源將來使用的主要新技術(shù)將是緊湊波束成形網(wǎng)絡(luò)。超緊湊格里高利天線的新概念,可實(shí)現(xiàn)橢圓波束。利用可能的橢圓定向而不改變極化方向,這種天線即可覆蓋地球上任何地方。
在新一代衛(wèi)星發(fā)展中,采用當(dāng)今輻射層疊技術(shù)的有源天線是輻射部件和有源部分集成的最佳 折衷,特別在單片電子技術(shù)發(fā)展以后,天線技術(shù)發(fā)展更是如此。其優(yōu)勢不僅僅是無線電電子性 能,制造成本低、每層的低重量及容易與單片模塊集成等,均是這種層疊有源天線的優(yōu)點(diǎn) 。
目前的空間世界面臨著采用有源天線技術(shù)的較大挑戰(zhàn),至今為止,在民用通信衛(wèi)星領(lǐng)域,還沒有真正使用過有源天線。
滿足未來要求的主要技術(shù)是:
嚴(yán)格的操作要求
包括重新配置、靈活性、業(yè)務(wù)交換、最小程度的可靠性降低。
部件和模塊要采用空間鑒定技術(shù)
主要有射頻段的高效單片模塊、電性管理的專用集成電路(ASIC)、遙控遙測、微帶層疊、太陽熱屏蔽、低重量的展開機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
大膽的技術(shù)計劃
包括設(shè)計和試驗(yàn)手段驗(yàn)證、微型熱管、超導(dǎo)材料和光學(xué)分配技術(shù)。
對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的修改
修改衛(wèi)星結(jié)構(gòu),以獲得采用有源天線集成程度最高的有效載荷;通過天線的自適應(yīng)能力實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信指向以及衛(wèi)星的新型結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)。
從未來趨勢看,有源天線將首先在移動和軍事通信衛(wèi)星上使用,然后在固定業(yè)務(wù)衛(wèi)星中使用(C 、Ku頻段),由此將可能帶來空間技術(shù)的全面進(jìn)步。
- 第 1 頁:通信衛(wèi)星之無源天線技術(shù)解析
- 第 2 頁:有效載荷遙測有源天線
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( 發(fā)表人:黃昊宇 )