反射面背射螺旋天线设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第17卷第2期航天器工程Vo1．17No．22008年3月SPACECRAFTENGINEERING59反射面背射螺旋天线设计Bn孙大媛gn(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要介绍了一种反射面背射螺旋天线，其反射面口径仅o有几个波长，通过采用新型背射螺旋天线作馈源，成功解决了小口径反射面天线效率低的难题，实S现了高达75的口面效率。该天p线体积小、重量轻，已成功应用于嫦娥一号卫星机械转动定向天线。文章对该天线的设计、仿真计算和实测结果进行了

2、综述。关键词反射面天线小口径背射螺旋天线口面效率设计中图分类号：V443．4文献标识码：A文章编号：16738748(2008J02—00590004(劳帆DesignofReflectorAntennaFedbyBackfireHelix一nngBnAbstract：Thispaperdescribesareflectorantennafedbyanoveglbackfirehelix．Itfeaturesahighapertureefficiencyof75withanaperturediamet

3、erofonly0afewwavelengths．Thiscompact00andlightweightedantennawithitsdriveassemblyhasbeenusedonCE一1orbitersuccessfully．Thedesigned，simulatedandmeasuredresultsofthisantennaaredescribed．ChKeywords：reflectorantenna；smallaperture；backfirehelix；apnertureeffic

4、iency；design1前言等lj]。因此，对于电小尺寸反射面天线为提高辐射效率，选择合适的馈源至关重要。近年来，星载数传天线技术的研制和发展较快，对于以往电小尺寸反射面天线，其馈源形式通越来越受到各国的广泛重视，20世纪80年代以后，常采用带反射杯的对称阵子或采用传统的带接地板国外先进国家的星载数传天线大量采用了带驱动机的轴向模螺旋天线，馈源自身的反射杯或接地板尺构的高增益天线，天线作为机构负载，不但要求电性寸较大，置于反射面前方时会对反射的电磁场造成能上满足高增益要求，还要求体积小、重量轻，以利

5、严重遮挡，同时固定馈源的辅助支撑结构也对反射于机械驱动。天线形式一般采用前馈反射面天线，场造成遮挡，使天线效率仅有40～50左右。反射面天线选取较小的口面电尺寸，通过提高口面本文采用了一种新型背射螺旋天线作为馈源，效率达到高增益指标要求，但当口面电尺寸小于7成功解决了小口径反射面天线效率低的难题，实现个波长时会因严重的边缘绕射效应而导致口面效率了高达75的口面效率。该反射面天线已在我国急剧下降，主要原因是严重的边缘绕射效应、馈源遮嫦娥一号卫星定向天线上成功应用，电性能指标完挡、馈源后瓣干扰、馈源与反射

6、面之间的多次反射全满足任务要求。收稿日期：2006—06—06；修回日期：2007—12-11基金项目：国家重大科技专项_T-程作者简介：孙：k．q~(1972-)，女，硕士，高级工程师，现从事航天器天线设计工作。维普资讯http://www.cqvip.com6O航天器工程不是完全照射在反射面上，初级波瓣越宽，口面分布2反射面背射螺旋天线设计越均匀，面积利用系数将增大，但泄漏的功率也增加，即辐射效率e下降，可以看出与e对初级波瓣2．1设计原则的要求是矛盾的。综合考虑与e的乘积必有最佳反射面天线是微波

7、频段较常用的一种天线，常值，根据反射面天线设计的经验值，一般设计反射面用来得到笔形波瓣、扇形波瓣或具有特殊形式的波时多使边缘电平为一10dB左右I3]，即馈源初级波瓣瓣。工作原理是利用光学中的聚焦特性，即在反射的一10dB电平处的半张角约为79．6。，此时反射面面的焦点位置上，放置一弱方向性的照射器(馈源)，的辐射效率最高。馈源的初级波瓣为左旋圆极化向反射面投射电磁波，用几何光学的观点来说，即是波，经反射面反射后形成右旋圆极化波。为了抑制朝反射面发出射线，这些射线再被反射面沿轴向反反射面天线旁瓣电平和

8、后瓣电平，使辐射能量尽量射出去，从而在轴向得到极强的辐射。集中在轴向方向，在反射面边沿增加一1／42扼流星载反射面天线设计一般应遵循以下设计原环，进一步提高反射面天线增益。则：2．3馈源设计(1)选用正确的电设计参数，保证反射面天线馈源采用了一种新型单线背射螺旋天线，这种有良好的电性能。天线是普通单线轴向模螺旋天线的进一步拓展，普(2)进行合理的结构强度设计和工艺设计，保通单线轴向模螺旋天线的螺旋周长约为一个波长左证反射面天线可以承受主动段载荷和热环境试