星载多频段双极化共馈微波辐射计天线

作为“神州四号飞船”留轨段主载荷的多模态微波遥感系统中的微波辐射计天线是我国第一个工作到毫米波段的航天器天线，其工作频段跨越近6个倍频程，采用了多频、双极化共馈源偏置抛物反射面天线系统，首次应用就获成功。本文着重阐述该微波辐射计天线的多频、双极化共馈系统设计和毫米波高精度反射面天线的实现。文中还介绍了空间反射面天线的计算机机电热一体化设计。     

Ka频段液晶相控阵天线设计与分析

随着5G通信、卫星通信、物联网的迅速发展，对于相控阵天线提出了更高的技术要求，要求其具有带宽更宽、成本更低、指标更优、尺寸更小等特点。为了满足移动卫星通信的需求，针对相控阵天线的技术指标要求，设计了一款工作于Ka频段的液晶相控阵天线。通过研究液晶相控阵天线系统的整体架构，对其各个主要功能模块进行了设计和选型，包括天线阵列规模大小评估，移相器、辐射器、馈电网络、偏置网络、波控电路等功能部件的选型，研究基于液晶移相技术的小型化相控阵天线及波束控制电路，最终完成天线设计与仿真，并完成原理样机的研制和测试。对关键技术指标进行论证，天线各项指标可满足Ka频段移动卫星通信的相关技术需求。相较于传统卫星终端，该液晶相控阵天线具备批量生产、体积小、通信位置灵活等特点，适用于各种安装平台，更符合现代化通信的需求，为军/民用移动卫星通信提供了一种有效可行的天线解决方案。     

静止轨道卫星姿态偏置对天线方向图影响的分析

地球静止轨道（GEO）卫星通常具备滚动、俯仰姿态偏置能力,即卫星滚动或俯仰姿态控制目标角度不是0°,而是某一设定角度,以便卫星定点位置改变时也能确保天线方向图覆盖满足要求。文章对某GEO卫星姿态偏置后对天线方向图及卫星其它性能的影响进行了分析,给出了卫星姿态偏置情况下天线覆盖区域的计算方法,在计算时考虑了卫星轨道倾角的影响。分析结果表明：由于卫星天线方向图设计时均有一定的设计裕度,卫星定点位置发生变化时,通过进行姿态偏置,可使其天线方向图满足用户使用要求,卫星在轨测试及运行结果也验证了这一结论。     

用轻型耐热材料研制机载雷达天线组件

现代雷达技术往往要求日益复杂的天线必须保持轻的重量，并在不良环境中具有足够的坚固性。在很多理想的特性中，天线的高度集成化和将这种设计纳入飞机机身或机翼的技能是最优先考虑的事情。为了满足这些要求，在多层结构中，最好是将先进的功率分配和移相网络连同数字信号处理机一起安置在发射和接收天线附近。这种结构对介质基片的电性能和机械性能有非常严格的要求。本文介绍了有关多层天线单元设计、开发的一些结果及采用蜂窝和石英纤维复合材料制作、广泛用于航空航天工业的信号分配和移相网络。     

关于双反射面天线的两个优化问题

在航天器上和地面站中,广泛采用着双反射面天线。本文探讨了双面天线的两个优化问题。当主面为现存的抛物面时,使副面优化赋形,从而比之经典双面(抛物面——双曲面)的增益提高(0.48～0.40)~(dB)(对应于D/λ=20～100)。寻求偏置柱形双反射面系统的最佳设计,使其在馈源方向图变化时,口径场分布最接近同相等幅。     

雷达天线系统装配性能的分析

若使现代机载雷达系统正常运行，雷达天线辐射方向图必须满足一定的技术条件。直到目前为止，多数雷达天线都是以一种清洁的天线环境（即没有考虑基底结构的近场散射或雷达天线罩影响）来设计和试验的。然而，这些高阶影响涉及到在日益增大的干扰和杂波干扰环境下增添一些外加性能要求的问题。研究了目前可以得到的用于机载雷达天线系统装配性能的分析方法和计算机软件的能力及局限性。此外，还开发了一种新的级联方法，这种方法能够     

超宽带圆片天线的分析与设计

宽频带是当前天线领域的研究热点之一。圆片单极天线是一种馈电简单的超宽带天线,给出了这种天线的设计方法,通过仿真与实验验证了该天线良好的超宽带特性。以此为基础,进一步研究了几种圆片单极天线的变形形式,包括平板圆片单极天线、旋转角度圆片单极天线、折叠圆片单极天线以及四个圆片单极子形成的组合天线。对于各种新型圆片天线进行了理论分析,分别计算了天线的反射损耗和辐射方向图随频率的变化规律。通过分析表明这些天线不仅能够在很宽的频带上满足反射损耗的要求,而且对于传统的圆片单极天线进行了有效的改进,实现了平板化、小型化、宽波束、圆极化等不同的特性。它们在卫星通信和移动通信中具有良好的应用前景。     

星载高精度伞状天线展开过程运动及受力分析

伞状天线是目前大型可展开天线的一种主流构型。由于天线口径大，天线在卫星发射阶段处于收拢状态；卫星发射至指定轨道后，天线展开至工作状态。展开机构是伞状天线展开与收拢的执行机构，其展开与收拢过程中关键零部件的运动精度及受力情况直接决定了天线展开到位精度和天线型面在轨热变形，对最终天线在轨型面精度起决定性作用。文章以国内某星载高精度伞状天线展开机构为研究对象，结合天线展开机构各运动部件参数，利用解析的方法获得展开机构运动方程；通过对方程进行分析，得到展开机构各关键部件在天线展开过程中的运动情况、受力情况及天线理论展开时间，为天线最终在轨展开时间的制定及展开过程中关键零部件的受力控制提供理论依据。     

赋形波束FLAPS天线设计

提出了设计赋形波束ＦＬＡＰＳ天线的一种方法，并研制了某赋形波束ＦＬＡＰＳ天线样机，测试结果和计算结果吻合，满足设计要求。     

风云一号气象卫星星载天线隔离技术

为消除风云一号(FY-1)气象卫星星栽天线间的耦合，对天线间距离和极化形式对天线隔离度的影响进行了分析和试验，认为前者是影响星栽天线间隔离度的主要因素。据此，采取了利用卫星整流罩空间，选择天线极化方向、设置隔离器和滤波器抑制电磁干扰等综合措施来提高FY-1卫星天线间的隔离度。最终测试表明，所设计的天线系统布局合理，整星状态下天线电性能满足任务书要求。     

用于广播卫星的单赋形反射面天线

日本未来的直播卫星要求星载天线有精确的赋形波束。采用单赋形反射面天线是合适的,因为它不需要复杂的馈电网络。然而在过去的研究中,反射面上出现有不连续性。在本文中,不连续性问题得到克服,分别在上下行频段上成功地设计出形成赋形波束可覆盖日本诸岛的赋形反射面。加工了下行天线,辐射图得到测试结果验证。辐射图满足对星载天线的无线电规定,诸如旁瓣特性和交叉极化特性。     

Ka频段大口径测控天线无人机校相方法设计与验证

面向Ka频段航天测控设备天线标校工程应用需求,分析了大口径测控天线相位校准方法原理,论证设计了轻量化、模块化的组合式测控应答机无人机装载模式,提出了基于无人机的S频段天线自跟踪叠加偏置进行Ka频段天线快速校相的方法,并进行了跟踪精度分析。计算了在不同地面测控天线口径下进行相位标校的链路余量,规划了无人机飞行航路和试验步骤,并进行了Ka频段天线快速校相、电轴一致性测试试验,每次相位标校得出的交叉耦合和灵敏度系数指标均满足天线对无人机信标的闭环自跟踪要求。结果表明,基于无人机平台的大口径测控天线相位校准方法能够为Ka频段测控设备标校提供一种新的手段,具有良好的工程应用前景。     

X波段波导裂缝全向天线研制

通过工程实践，介绍了一种解决全向局裂缝天线方向圆度的方法，实测性能满足设计要求。     

天线指向控制系统中的低频电路设计

为了满足天线精确指向的要求,粗、精两级姿态控制方法得到发展,即飞行器本体的姿态控制与天线指向控制结合,得到高的天线指向精度。天线指向控制中的低频电路和射频电路共同完成天线指向控制的功能。其中,低频电路主要包括天线指向机构的电机驱动控制电路和角度测量电路。文章介绍了天线指向控制系统低频电路部分的设计思想及验证方法。     

高精度伞状天线热设计优化及热平衡试验验证

高精度伞状天线温度场影响天线在轨运行型面精度,而天线肋组件作为天线型面保持最重要的部件,其热控设计合理性对保证天线在轨正常工作尤为关键。通过对天线肋组件采取保温、加热设计,在热控实施过程中控制影响漏热的主要因素,使得天线肋温度满足在轨使用要求,通过整机热平衡试验验证了天线肋热设计的合理性。     

极化扭转技术在毫米波天线中的应用

本文简述了极化扭转反射器的工作原理，将极化扭转技术应用到毫米波天线中去的几个主要应考虑的因素；探讨了在倒置卡塞格伦天线中主、副反射面上栅条的成型技术；在经过优化设计基础上对加工而成的毫米波天线进行了测试，给出实测结果并对结果进行了分析。     

基于Zernike拟合的三反射面天线赋形设计

多反射面天线系统受空间、位置和尺寸等因素的影响,其主反射面口面存在相位差,从而导致天线辐射性能下降,文章提出了一种利用Zernike多项式赋形多个反射面的方法,通过对副反射面赋形,在主反射面口面得到期望的幅度相位分布。该方法利用Zernike拟合来处理反射面间的光程差,并将主反射面作为固定面,根据几何光学法和光程条件,在Matlab中建立副反射镜初始模型,通过遗传算法优化Zernike系数调整光程差,对副反射镜面形进行优化设计,避免了复杂的微分计算。使用Grasp仿真软件对设计的三反射面天线系统进行了分析,计算表明,与未赋形的三反射面天线相比,赋形反射面天线系统主波束效率提升了10.67%,达到95%以上,验证了该赋形方法的可行性及对天线系统性能提升的有效性。     

一种星载高相位中心稳定度双频GPS天线

介绍一种用于星载的变形十字交叉振子圆极化天线,通过对普通十字交叉振子天线进行改进,展宽了天线的工作带宽,使该天线能同时工作在GPS的L1和L2两个频率上。该天线结构简单,除了支撑材料外,整个天线由金属构成,易于满足星载的环境要求。该天线具有很高的相位中心稳定度,在要求的波束范围内天线的相位中心稳定度小于2mm,达到了国外同类产品的水平。仿真及实测结果表明,设计实用、可行。文中还研究了天线相位中心的测试方法和数据处理方法,并应用到实际测试中。     

一种基于3D打印技术的太赫兹天线设计

太赫兹天线工作频率高(100GHz～10THz),对加工、装配精度要求严苛。合理有效的天线结构设计是太赫兹天线工程化亟待解决的技术难题之一。文章结合型号研制了一套工作在93.9GHz的太赫兹天线,并采用3D打印技术,详细阐述了天线结构、各组成结构材料和关键点,并根据使用环境,对天线结构进行了验证和电性能测试。地面试验结果表明,整套天线满足各项指标要求,也验证了该天线结构设计的合理性和有效性。本设计的创新点是极小尺寸双反天线的3D打印设计与工艺,且工艺方法和设计思路具有普遍性。基于3D打印的太赫兹天线将在航天领域得到越来越广泛的应用。     

一种弹载雷达干扰天线的结构设计

弹载雷达干扰机的天线要求体积小、宽频带、高增益,且耐受功率大,对天线的结构设计提出了更高的要求.对一种弹载大功率雷达干扰天线的结构设计特点进行了分析,从天线组成原理、馈电结构形式、材料选择、电磁场仿真分析等方面进行了详细描述.采用小型化、一体化的综合设计以适应弹载平台需要,并通过大功率辐射试验验证设计的正确性.