通信衛(wèi)星天線的發(fā)展,經(jīng)歷了從簡單天線(標準圓或橢圓波束)、賦形無線(多饋源波束賦形和反射器賦形)到為支持個人移動通信而研制的多波束成形大天線。
主要的衛(wèi)星天線有以下幾種。
THURYU衛(wèi)星天線
該衛(wèi)星天線由休斯公司研制。天線的物理尺寸為12.25米×16米,投影直徑12米,128個饋源,收發(fā)合一。該無線尤如一個由若干支撐桿支撐的雙環(huán)形,上環(huán)有一透明的拋物面支撐面,下環(huán)有一透明的拋物面反射器,兩拋物面之間由許多細繩拉緊。展開和收攏簡易可靠,每個支撐桿結(jié)點處由齒輪連接、控制。
該無線的設(shè)計具有下列特點:
一副收發(fā)合一的衛(wèi)星天線。對于任何一個點波束、發(fā)射波束和接收波束將完全重疊(同時,不需要做第二副天線,極大地降低了天線分系統(tǒng)的重量。
新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計,達到了收攏狀態(tài)的小型化和簡易、可靠展開的目的。
反射面采用介質(zhì)薄膜上鍍有金屬環(huán)的頻率選擇面,它只對工作頻率產(chǎn)生諧振而反射,其余則全部通過,消除了金屬對金屬之間的接觸,將使無源交調(diào)小。
介質(zhì)薄膜采用非完全絕緣體材料--氧化銦,其電阻率在10(8次方)Ω左右,從而既保證了靜電完全卸載,又保持電磁波的穿透不受影響。
128個饋源,同星上數(shù)字信號處理器的完美結(jié)合,有效保證覆蓋區(qū)點波束的要求。利用偏饋技術(shù),每8或20個,甚至更多的饋源形成一個波束,總數(shù)可形成200-300個點波束。
多點波束,14分貝的波束隔離;大大提高了頻率復用的次數(shù)(波束數(shù)/7),極大地節(jié)省了衛(wèi)星的頻率和頻帶。
點波束的設(shè)計,保證了天線的高增益,有效地支持了個人通信的需求。
ASES衛(wèi)星天線
該衛(wèi)星天線由位于美國奧蘭多、具有100多年歷史的哈里斯(HARRIS)公司研制。哈里斯公司的天線設(shè)計采用傳統(tǒng)的可展開桁架式結(jié)構(gòu)天線。該公司已具有20年研制展開式大天線的經(jīng)驗,包括L、S、X和Ku頻段的天線,如美國的數(shù)據(jù)跟蹤中繼衛(wèi)星(TDRSS)4.8米的衛(wèi)星天線,已經(jīng)過飛行驗證,具有很強的實力和信譽。
ASES衛(wèi)星采用兩個12米的可展開桁架式結(jié)構(gòu)天線分別用于發(fā)射和接收,偏置網(wǎng)狀透明反射器在結(jié)構(gòu)及展開驅(qū)動機構(gòu)方面完全繼承了原有天線的特點,具有較高的精度和可靠性。
TORSS衛(wèi)星天線
4.8米直徑的可展開桁架式結(jié)構(gòu)無線,總重52磅;
反射器是由18個石墨環(huán)氧樹脂桁架、反射面、中心樞紐控制機構(gòu)及馬達驅(qū)動展開系統(tǒng)組成;
中心支撐構(gòu)件由6個石墨翼支架、石英環(huán)氧樹脂屏蔽罩、鋒窩子反射器和頂端的錐型體組成;
饋源部件包括旁瓣跟蹤和5個KU頻段饋源。
GALILEO衛(wèi)星天線
4.8米直徑的可展開桁架式結(jié)構(gòu)天線,總重76磅;
18個鋼性的增強型碳纖維環(huán)氧樹脂桁架;
利用可調(diào)整的鈹支撐桿系統(tǒng)支撐饋源;
鉬鍍金的網(wǎng)狀拋物面反射面;
雙賦形卡塞格倫反射面和頂點饋電(APEX-FEEK)反射器。