Обзор конструкций зеркальных антенн космических аппаратов с твердотельными прецизионными размеростабильными рефлекторами

Автор: В.Б. Тайгин, А.В. Лопатин

Журнал: Космические аппараты и технологии.

Статья в выпуске: 1, 2021 года.

Бесплатный доступ

Представлен обзор конструкций зеркальных антенн космических аппаратов с твердотельными прецизионными размеростабильными рефлекторами. Изложена история эволюции технологии производства антенн для космических аппаратов. Сформулированы требования, предъявляемые к современным зеркальным антеннам космических аппаратов, предназначенными для передачи высочастотных радиосигналов. Рассмотрены особенности использования композиционных материалов при изготовлении рефлекторов антенн в контексте их отражающих способностей. Приведена классификация зеркальных антенн. Изложены особенности размещения антенн на космическом аппарате. Рассмотрены различные конструкции рефлекторов современных антенн. Проанализированы различные способы обеспечения точности формы и жесткости рефлекторов. Представлены различные варианты усиливающей конструкции, размещаемой на тыльной стороне рефлектора, такие как композитные рамы, ребра жесткости из сотовых панелей, изогридное подкрепление и другие варианты. Описан способ регулировки оболочки рефлектора для получения формы, близкой к идеальному параболоиду. Описаны антенны с контурной зоной обслуживания и дифхроичные антенны. Рассмотрены антенные сборки, размещаемые на космических аппаратах, и их преимущества. Подставлен обзор инженерных анализов, проводимых на этапе проектирования антенн. Рассмотрены типы испытаний, с помощью которых проверяется работоспособность антенн космических аппаратов.

Еще

Космический аппарат, зеркальная антенна, офсетная антенна, осесимметричная антенна, композиционный материал, инженерный анализ, наземная экспериментальная отработка

Короткий адрес: https://sciup.org/14118226

IDR: 14118226 | DOI: 10.26732/j.st.2021.1.02

Список литературы Обзор конструкций зеркальных антенн космических аппаратов с твердотельными прецизионными размеростабильными рефлекторами

Satish K. Sh., Sudhakar R., Lotfollah Sh. Handbook of Reflector Antennas and Feed Systems. Theory and Design of Reflectors. 2013. vol. 1. 350 p.
Покрас А. М., Сомов А. М., Цуриков Г. Г. Антенны земных станций спутниковой связи. М. : Радио и связь, 1985. 288 с.
Galehdar A., Nicholson K., Rowe W., Ghorbani K. The conductivity of unidirectional and quasi isotropic carbon fiber composites // Microwave Conference (EuMC), European. 2010. pp. 882–885.
Artner G., Gentner Ph. K., Nicolics J., Mecklenbrauker Ch. F. Carbon Fiber Reinforced Polymer with Shredded Fibers: Quasi-Isotropic Material Properties and Antenna Performance // International Journal of Antennas and Propagation. 2017. vol. 2017. Article ID 6152651. 11 p. doi: 10.1155/2017/6152651.
Pontoppidan K., Viskum H.-H. Electrical properties of triaxially woven fabrics for reflector antennas // Antennas and Propagation Society International Symposium. 2003. vol. 2. pp. 774–777. doi: 10.1109/APS.2003.1219350.
Sedhed E. Electromagnetic Analysis of Reflector Antenna Surfaces // Master’s Thesis. Department of Electrical and Information Technology Faculty of Engineering, LTH, Lund University. Lund, Sweden. 2015.
Михеев А. Е., Гирн А. В., Харламов В. А., Чернятина А. А., Хоменко И. И. Разработка технологии нанесения радиоотражающих покрытий // Вестник СибГАУ. 2013. no. 4 (50). С. 222–226.
3D Systems – Direct Metal Printing at the Tipping Point? [Электронный ресурс]. URL: additivemanufacturing.com/2016/08/29/3d-systems-direct-metal-printing-at-the-tipping-point/ (дата обращения 07.02.2021).
New Thales Alenia Space antenna reflector is qualified [Электронный ресурс]. URL: www.thalesgroup.com/en/worldwide/space/news/new-thales-alenia-space-antenna-reflector-qualified (дата обращения 07.02.2021).
ArianeGroup applying launch cost reduction targets to satellite components [Электронный ресурс]. URL: spacenews.com/arianegroup-applying-launch-cost-reduction-targets-to-satellite-components/ (дата обращения 07.02.2021).
Ultra-Light Reflector for Ka-band Applications [Электронный ресурс]. URL: artes.esa.int/projects/ulrka (дата обращения 07.02.2021).
Reflector antennas [Электронный ресурс]. URL: www.hps-gmbh.com/en/portfolio/subsystems/reflector-antennas/ (дата обращения 07.02.2021).
Q/V band Feeder Link Antenna [Электронный ресурс]. URL: artes.esa.int/projects/flant (дата обращения 07.02.2021).
Reflektor-antennen [Электронный ресурс]. URL: www.hps-gmbh.com/portfolio/subsystems/antennas/ (дата обращения 07.02.2021).
Тайгин В. Б., Лопатин А. В. Метод обеспечения высокой точности формы рефлекторов зеркальных антенн космических аппаратов // Космические аппараты и технологии. 2019. Т. 3. № 4. С. 200–208. doi: 10.26732/2618-7957-2019-4-200-208.
Spacecraft Antenna Reflectors [Электронный ресурс]. URL: www.aascworld.com/portfolio/antenna-reflectors/ (дата обращения 07.02.2021).
Тайгин В. Б., Лопатин А. В. Разработка зеркальной антенны космического аппарата с ультралегким высокоточным размеростабильным рефлектором // Космические аппараты и технологии. 2019. Т. 3. № 3. С. 121–131. doi: 10.26732/2618-7957-2019-3-121-131.
Резник С. В., Просунцов П. В., Новиков А. Д. Перспективы повышения размерной стабильности и весовой эффективности рефлекторов зеркальных космических антенн из композиционных материалов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2018. № 1 (694). С. 71–83.
Resnik S. V., Novikov A. D. Comparative analysis of the honeycomb and thin-shell space antenna reflectors // MATEC Web of Conferences. 2017. vol. 92. P. 01012. doi: 10.1051/matecconf/20179201012.
Sudhakar R. Advanced Antenna Technologies for Satellite Communications Payloads // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2015. vol. 63. P. 1. doi: 10.1109/TAP.2015.2391283.
Images of Voyager [Электронный ресурс]. URL: voyager.jpl.nasa.gov/galleries/images-of-voyager/ (дата обращения 07.02.2021).
Baunge M., Ekstrom H., Ingvarson P., Petersson M. A new concept for dual gridded reflectors // Proceedings of the Fourth European Conference on Antennas and Propagation. Barcelona. 2010. pp. 1–5.
Invent. Space [Электронный ресурс]. URL: www.invent-gmbh.de/en/raumfahrt/ (дата обращения 07.02.2021).
Palacin B., Fonseca N. J. G., Romier M., Contreres R., Angevain J.-Ch., Toso G., Mangenot C. Multibeam antennas for very high throughput satellites in Europe: Technologies and trends // 11th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), Paris. 2017. pp. 2413–2417. doi: 10.23919/EuCAP.2017.7928493.
Areval F. Ka-band high performance reflectors for broadband services // 32nd ESA Workshop on Antennas for Space Applications. Noordwijk, Netherlands. 2010.

Еще

Статья научная