静止轨道卫星姿态偏置对天线方向图影响的分析

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1、第21卷第4期航天器工程V01．21No．42O12年8月SPACECRAFTENGINEERING37静止轨道卫星姿态偏置对天线方向图影响的分析袁莉芳杨慧罗耀辉定宇(1北京空间飞行器总体设计部，北京100094)(2空间电子信息技术研究院，西安710100)摘要地球静止轨道(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

2、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。关键词地球静止轨道卫星；姿态偏置；天线方向图；性能；轨道倾角中图分类号：V448文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．04．007AnalysisonEffectofGEOSatellite’SAttitudeOffsetonAntennaPatternYUANLifan

3、gYANGHuiLUOYaohuiDINGYu(1BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)(2AcademyofSpaceElectronicInformationTechnology。Xi’an710100．China)Abstract：Antennapatternisanimportanttargetoftheantenna’Sperformance．TheGEOsatelliteUSU—allyhascapabilityofattitud

4、eoffset．Itmeansthattargetangleofrollattitudeorpitchattitudeofsatellitemaynotbezero，butkeepingacertaindegreeinorderthattheantennapatterncanmeettherequirementduringsomeconditionchanges．AnanalysisofeffectofGEOsatellite’Sattitudeoffsetonantennapatternandsatellite’sperforman

5、ceismadeinthispaper．Thecalculatingmethodofantennapatternisgivenintheconditionofattitudeoffset．Theinfluenceoforbitalinclinationisconsidered．Theconclusionisthatwhenthepositionofthesatellitechanges，antennapatterncanmeettherequirementbyusingattitudeoffset．Thein-orbittesting

6、resultofthesatelliteverifiesthisconclusion．Keywords：GEOsatellite；attitudeoffset；antennapattern；performance；orbitinclination系的滚动、俯仰、偏航角为0。，其+Z轴保持对地定1引言向。卫星定点位置改变后，其赋形天线波束覆盖区必然受到影响，有可能无法满足用户要求。由于卫地球静止轨道(GEO)卫星有效载荷常常应用星通常也具备滚动、俯仰姿态偏置能力，因此当卫星赋形波束天线，使其波束覆盖到地球上一定范围区定点位置改变时，可通

7、过滚动、俯仰姿态偏置，使其域内。GEO卫星通常采用对地定向三轴稳定的控天线方向图相应发生移动l_1]，从而确保卫星天线方制方案，其姿态控制目标是使卫星相对于轨道坐标向图覆盖满足用户要求l_3]。某GEO卫星由于定点收稿日期：2012—0416；修回日期：2Ol2一O6—29作者简介：袁莉芳(1969-)，女，硕士，高级工程师，从事卫星总体设计工作。Email：yuanlifang1969@sohu．corn。38航天器T程位置发生变化，必须进行姿态偏置，才能使天线覆盖区满足用户要求，该卫星天线波束与另一颗GEO卫星的天线波束采用互补的

8、方式覆盖服务区。本文分析了卫星姿态偏置对天线方向图以及对卫星其它性能的影响。本文同时还考虑了某颗卫星姿态存在偏置，且两颗卫星均有轨道倾角不为零的影响，选取天线覆盖效果最差的情况，即在两颗GEO卫星星下点同时在最北端或同时