有源天線技術(shù)

盡管60多年的天線工程，可以說，天線技術(shù)的最新發(fā)展之一是微帶天線技術(shù)，它首次應(yīng)用于太空。

從更大的意義上講，微帶天線的發(fā)展主要是由系統(tǒng)對天線使用的要求所驅(qū)動，主要包括：低剖面變形、低重量、低成本、易于組裝成陣列、易于采用微波集成電路和易于極化分集。初始微帶天線結(jié)構(gòu)的主要缺點是寬窄帶、寄生饋電輻射、偏振純度差、功耗低、容限低。

為了滿足日益增長和性能更高的空間系統(tǒng)的要求，阿爾卡特在微帶天線中的主要開發(fā)工作就是要克服上述問題。該工作涉及到新型特種微帶天線配置技術(shù)的發(fā)展和精確分析和綜合分析模型技術(shù)的發(fā)展。目的在于掌握微帶天線技術(shù)的固有局限性，實現(xiàn)有源天線的設(shè)計和有源天線結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

有源天線Ku波段的1°全重構(gòu)，鑒于通信衛(wèi)星技術(shù)的未來發(fā)展，阿爾卡特正在實施一項準備就緒的技術(shù)計劃，該計劃將允許重建整個有效載荷，并且新開發(fā)的天線子系統(tǒng)計劃測試法國衛(wèi)星上的測試飛行（Stutor）。

新天線設(shè)計的基本任務(wù)是提供16個單獨的同時輻射束，覆蓋整個歐洲，無論是圓形的還是等空間的，提供上下鏈路供使用。

該技術(shù)方案的目的是確定天線的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)，有源天線結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計和其他有代表性的技術(shù)驗證。

天線采用兩個單獨指向的輻射陣列（DRA）和一個用于下行鏈路（發(fā)射天線，10.95～1275 GHz）。一種是上行鏈路（接收天線，14～145GHz）。兩個陣列都安裝在衛(wèi)星的地面上。

發(fā)射天線的基本技術(shù)是：

·包含64個雙極化層疊組件輻射器的輻射板對每個波束的所有覆蓋區(qū)域具有大于3dB的極化識別能力。輸出高電平部分采用1285W固態(tài)功率放大器和濾波器。

·兩個波束形成網(wǎng)絡(luò)，每一個具有一個極化，每個具有8個輸入和64個輸出信道功能，具有功率分配器、有源模塊（移相器和衰減器）功率合成和相關(guān)指令和控制板。在結(jié)構(gòu)、輻射器數(shù)量和控制點數(shù)量方面，接收天線配置與發(fā)射天線相似。

所有必要的空間識別驗證計劃正在實施，主要包括：

·對于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，必須考慮具有熱控制限制的高功率有源模塊。

·布線系統(tǒng)必須確保所有組件之間的完全電磁兼容性。

·層壓復(fù)合結(jié)構(gòu)必須嵌入熱管中。2高能移動通信天線

目前衛(wèi)星移動通信是主要的發(fā)展方向，為此已經(jīng)出現(xiàn)了低軌道星座、中軌道星座和地球同步軌道等多種方案和系統(tǒng)。

L波段有源天線具有很多優(yōu)點。它可以提供覆蓋地球所需的所有光束。發(fā)射陣列天線的高等效率總輻射功率通常分布在全局波束和高增益點波束之間（高達24）。在波束之間需要高度隔離，以允許使用相同頻帶的頻率復(fù)用和與其他衛(wèi)星隔離。但最重要的是在每個波束之間的等效全向輻射功率的交換容量，以處理操作不確定性和在整個生命周期中的性能變化。

阿爾卡特研究并設(shè)計了兩種類型的移動通信天線，即直接輻射陣列天線和聚焦陣列反饋反射器天線。為了最小化無源交叉調(diào)制產(chǎn)品，在疊層子陣列的設(shè)計中考慮了無源衰減因子。對所有用于陣列激光焊接的鋁和碳增強聚酰胺樹脂復(fù)合子陣列，均采用低（小于140 dBc）7階無源可調(diào)水平，且整個溫度范圍（100～+120°C），在這種被動產(chǎn)品中也是非常穩(wěn)定的。

有效負載遙測有源天線

未來的地球觀測衛(wèi)星系統(tǒng)將需要高速率的有效載荷數(shù)據(jù)遙測系統(tǒng)，以滿足覆蓋半錐角60°高增益天線的發(fā)展要求。

阿爾卡特提出了這種有源天線的新方案。該方案可以保證覆蓋物的等效等流量全向輻射功率。只有通過相位控制和放大器的切換才能實現(xiàn)方位角和仰角的慢速掃描。

該方案非常適合錐面覆蓋，其設(shè)計易于調(diào)整，滿足特定空間任務(wù)要求。其特點是：

角分辨率靈活；·可以控制方向性，從而可以控制等效全向輻射功率和增益/噪聲溫度的性能；

·可靠性高，易于重新配置。在該方案中，可以實現(xiàn)多載波和多波束的工作模式而無需任何改變。

4數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星天線ESA的數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星（RS）的S波段發(fā)射天線也由阿爾卡特設(shè)計，用于地球同步衛(wèi)星和低地球軌道衛(wèi)星用戶之間的通信。通過在有源天線S波段安裝衛(wèi)星，可控波束掃描可以實現(xiàn)10°的視角。

在ESA數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的實驗衛(wèi)星ARTIMIS項目中，對S波段天線的識別模型進行了測試。

為了將發(fā)展的風(fēng)險降到最低，天線被設(shè)計為鋁級聯(lián)裝置，以適應(yīng)大約4%的帶寬的圓極化輻射。該技術(shù)可以通過簡單的溫度控制（無熱管的白色涂層）來承受工作溫度范圍，并且在碳纖維復(fù)合材料上更容易實現(xiàn)。