对地观察卫星赋形反射面数传天线设计-易迪拓培训.PDFVIP

年 月 中国空间科学技术 ’##$ ’ 第 期 /0123+3+4(/3+/132/3 (2)53/0267689 C 对地观察卫星赋形反射面数传天线设计 张正光 叶云裳 !中国空间技术研究院北京 # ###% 摘要 根据几何光学原理对近地轨道卫星地球匹配波束赋形反射面进行了设计!在此 基础上利用物理光学近似估算该反射面的二次辐射方向图和增益!并以地球匹配波束为目 标函数对赋形反射面进行了优化在进行反射面赋形设计时提出了两种端值条件!并对其 进行了数值仿真和比较同时对如何减少第一端值条件下馈源影响进行了有益的研究 主题词 赋形波束天线 反射面天线 最优设计 卫星 引言 上世纪 年代中国开始了传输型遥感卫星的研制星上数传天线也同时起步$ 由于受卫星对 %# 地观察空间限制再加上一些技术条件的约束我们从小尺度天线着手开始星载数传天线的研 制$%资源一号’ %资源二号 等传输型遥感卫星的成功大量的遥感图像信息传回地面接收站 证明了小尺度星载数传天线也达到了国际上赋形反射面天线类同的性能与功能在实际应用中发挥 ( ) 了良好作用$在这些卫星上数传天线分别采用了结构紧凑的背射双线螺旋天线 和波导十字缝阵组 合天线$ 由于天线尺寸小’结构紧凑在卫星对地面留出了更多的对地观察空间给遥感器使用从 而减缓了卫星总装布局的困难’节省了研制经费$但这两种天线分别因功率耐受和最大指向圆锥面 辐射对称性问题限制了它的广泛应用$从未来航天任务和实战需要以及航天产品系列化要求出发 提供星载赋形反射面数传天线产品十分必要$经过十余年的工程实践中国在复合材料的加工成形 工艺’微波大功率的合成技术’低损耗高可靠性的优良微波元器件以及地面实验验证条件方面取得 了明显的提高和改善为星载 波段的赋形反射面天线实现创造了必要条件$本文现以某卫星采 d 用的赋形反射面天线为例给出了该天线的设计及电性测试结果$设计与测试结果一致表明该天 线设计是成功的$同时本文提出了两种端值条件并对这两种端值条件进行了讨论为赋形反射 面的应用提供更多的选择$ ’ 设计目标函数*** 理想覆盖曲线 ## ###QO轨道高度!低轨#’太阳同步’近极回归圆轨道’对地三轴稳定姿态是多种遥感卫星 $ 通用的轨道和姿态$为了使地面覆盖区内接收信号电平不随卫星位置而变动星上数传天线辐射方向 () 图应能弥补星地间传输途径的空衰变化称这种波束为地球匹配波束其数学表达式有 !# ( !#+ ) ! # !# B . ’#X @ 6 BZ $ ; $ ’ ’ 在覆盖区内, !#