用CST软件仿真替代部分卫星RM测试的可行性研究.pdf

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1、V01．19No．182航天器工程SPACECRAFTENGINEERING第19卷第1期2010年1月用CST软件仿真替代部分卫星RM测试的可行性研究杨小勇牛小龙(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要环境减灾一1A、1B卫星采用CST-MWS软件完成了RM星仿真分析，快、好、省地完成了天线分系统设计验证任务。文章通过某卫星全向天线CST—MwS软件分析结果与RM泖l试结果的比较，表明软件分析结果的准确性满足RM验证的要求，验证了环境减灾一1A、1B卫星RM星仿真结果的正确性。进而也论证了软件仿真替代部分R

2、M测试的可行性。关键词环境减灾一1A、1B卫星CST—MWS仿真软件RM测试中图分类号：V44文献标志码：A文章编号：1673-8748(2010)01-0082-07FeasibilityDemonstrationonSubstitutedCSTSimulationforRMTestofAircraftYANGXiaoyongNIUXiaolong(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：HJ一1A／1Bsa

3、tellitescompletedthesimulationofRMbyusingCST—MWS．Bycompa—ringtheresultfromtheCST-MWSsimulationwiththatofRMtest，itdemonstratedthatthefor—meronemeetstheneedofRMandtheresultofRMsimulationiScorrect．Therefore。itiSfeasibletoreplacetheRMtestofsomesatelliteswithCSTsimul

4、ation．Keywords：HJ一1A／1Bsatellites；CST—MWS；RM—test1引言在卫星天线分系统研制过程中，多采用全尺寸辐射模型星(RM星)[1]测试的方式对初样电性设计结果进行试验验证。该项测试在天线分系统的研制过程中起到了非常重要的作用。但是，由于RM测试具有试验周期长、试验成本高、获取数据量有限等缺点，随着型号研制任务的增多，已不允许对每颗卫星天线分系统设计进行RM测试。在这样的条件下，各种电磁场仿真软件应运而生。环境减灾一1A、1BE21采用了CAST-MWS软件【3]。CST-MWS软

5、件是目前唯一一种采用全波分析方法进行电大尺寸问题分析的仿真软件，它采用时域有限积分法[4]，能对100个波长以内的电磁场问题进行全波分析求解。通过CST-MWS软件分析是否能够取代部分RM测试的工作，起到设计验证的作用，同时节约研制成本，缩短研制周期，是亟待回答的问题。本文通过将分析结果与测试结果进行对比的方式回答以上问题。2论证过程设计2．1流程设计论证过程分两大部分：收稿日期：2009—07—25；修回日期：2009—09—25基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：杨小勇(1975一)，男，高级工程师，目前从事卫

6、星天线设计工作。第1期杨小勇等：用CST软件仿真替代部分卫星RM测试的可行性研究831)软件仿真分析，包括单元天线仿真和星体仿真；2)对仿真模型进行验证测试，包括单元天线方向图测试和星体方向图测试。其中星体方向图的仿真与测试包括增益方向图和轴比方向图。2．2模型的选择验证模型选择了某卫星全向天线，该天线为S频段背射双线螺旋天线[5]。单元天线及星体仿真模型如图1～3所示。图1天线仿真模型Fig．1Antennasimulationmodel图2卫星仿真模型Fig．2Simulationmodelofsatellite该

7、卫星采用的是我国东方红三号卫星平台，卫星突出于星体的设备很多，全向天线的电磁边界复杂。为确保验证的有效性，以上模型均完全按照真实设计结果进行建模。由于天线为半球覆盖波束，星体安装面的另一面对天线辐射特性的影响可以忽略，所以在最终计算模型中将另一半星体截掉，不影响分析结果。卫星仿真模型图中一y方向为西=0。，+Z方向为①=90。。星体测试模型直接选用了该卫星的完整结构进行，星体表面设备完整。2．3测试验证设计单元天线的测试在半开口暗室进行，测试采用圆极化天线照明[6]，直接得到天线单元的圆极化方向图。星体方向图的测试选择

8、在紧缩场进行ETJ，该测试场经过各方验收，专门用于卫星条件下天线系统性能的测试工作。测试通过对两个正交线极化分量测试结果进行线一圆变换，得到需要的覆盖增益特性及轴比特性。3单元天线增益仿真与测试对比确保单元天线的仿真分析精度是星体仿真分析的前提和基础。单元天线增益测试结果与仿真结果比较如图4所示，由图可知其一致性很好，满足星体仿真