火星着陆巡视器应用的背罩天线设计.pdf

《火星着陆巡视器应用的背罩天线设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、V01．25No．3航天器工程第25卷第3期!!!呈垒垡三篁垒垒至三兰墼鱼!些三星璧!墼鱼!!!!篁!旦火星着陆巡视器应用的背罩天线设计王晓天1，2孙大媛1，2韩运忠1’2杨昌昊1(1北京空间飞行器总体设计部，北京100094)(2北京市电磁兼容与天线测试工程技术研究中心，北京100094)摘要结合我国着陆器发展现状及火星探测任务需求，提出了一种新的背罩天线设计，它由6个单元天线构成，通过给每个单元天线端口等幅同相馈电，实现近全空间波束覆盖。单元天线采用单层共形微带天线形式，通过在辐射贴片边缘开两对不等长度的槽实现双频功能。仿真结果显示：此天线工作于(398±3)MHz和(440±3)M

2、Hz频段，增益方向图在俯仰角7。≤0≤120。范围内大于一8dBi，在俯仰面和方位面有良好的圆对称性。研究结果可为未来我国火星着陆器背罩天线技术的实现提供参考。关键词火星探测；巡视器；背罩天线；共形；微带阵；双频中图分类号：TN82文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2016．03．014WraparoundAntennaDesignAppliedtoMars-roverApplicationWANGXiaotianl，2SUNDayuanl'2HANYunzhon91·2YANGChangha01(1BeijingInstituteofSpacecr

3、aftSystemEngineering，Beijing100094，China)(2BeijingEngineeringResearchCenterofEMCandAntennaTestTechnology，Beijing100094，China)Abstract：BycombiningwiththestateoftheartofrovertechnologyinChina。anewdual—bandlinearpolarizedwraparoundantennaisproposed．Thewraparoundantennaiscomposedofsixantennaelementsw

4、hichusedifferentcuttingslotsonedgesofpatchtoachievedual-frequency，Constantamplitudeandin-phasefeedingareusedtoachievewholespacebeam——coveringapproxi—-mately．Thesimulationresultsshowthattheoperatingfrequencyis(398士3)MHzand(440土3)MHz，andthegainisbeyond一8dBiatpitchangleo≤e≤120。．Besides，goodcirculars

5、ymmetryinbothelevationandazimuthisachieved．TheproposedschemeprovidestechnicalreferenceforthefuturewraparoundantennaofaMars—rover．Keywords：Marsexploration；rover；wraparoundantenna；conformal；microstriparray；dual—hand引言火星着陆巡视器(以下简称着陆器)进入、下降、着陆过程(简称EDL过程)是火星软着陆探测任务中最为重要的环节之一，而EDL过程中的通信是地面了解探测器工作状态和健康情

6、况的主要渠道，也是火星软着陆任务通信系统设计应关注的重点之一，得到国际航天机构的高度重视[1‘3]。然而受器地通信距离较远等因素限制，火星着陆器EDL过程中器地传输的信息速率较低，不足以支撑EDL过程产生的全部数据实时传输。对此，国外一般采用中继通信技收稿日期：2015-09—29；修回日期：2016—02—18作者简介：王晓天，男，工程师，研究方向为航天器天线设计。Email：wxt33022317@126．com。第3期王晓天等：火星着陆巡视器应用的背罩天线设计术，通过背罩天线实现EDL过程着陆器与环绕器的器间中继通信，该天线安装于着陆器背罩壳体表面，共形设计。然而国外背罩天线方案存

7、在单频段工作、频带较窄、质量较大的缺点，无法满足未来我国火星探测任务的需求。不同于普通航天器通信天线，整个火星探测任务对背罩天线的质量有着严苛的要求，需要背罩天线实现器间收发共用双向中继通信，同时还要耐受着陆器进人火星过程严酷的热流环境，既要满足质量轻量化、双频工作模式要求，又要适应进入火星过程严苛的温度环境，这给设计带来一定的难度。美国火星探测器从凤凰号开始采用中继通信，背罩天线采用6单元共形微带阵形式，辐射贴片为方形贴片，属于窄