空间站空空支架天线热设计与仿真分析

为研究核心舱飞行姿态、空间外热流、核心舱发动机羽流参数以及天线外表面热控涂层对空间站空空支架天线温度的综合影响,验证天线被动热控设计的有效性,进行了2种低温工况和6种高温工况的热分析。结果显示:低温工况下,通信天线惯性飞行时的最低温度低于正向飞行时的;展开臂多层表面最低温度为-85℃,满足温控指标。高温工况下,通信天线惯性飞行时的温度高于正向飞行时的;轨控发动机的羽流热效应大于偏航发动机的。通信天线内外表面均喷涂ACR-1温控白漆,1倍轨控发动机羽流热流密度时,最高温度为123℃,可满足实际使用要求。

基于大单元间距相控阵体制的圆极化喇叭单元

提出了一种应用于大单元间距平面相控阵体制的新型圆极化(CP)喇叭单元。该圆极化喇叭单元由阶梯金属膜片圆极化器和经过变形的角锥喇叭级联而成。为抑制角锥喇叭辐射出的高次模电磁波,提高辐射效率,在传统角锥喇叭天线口面加载了金属十字框和介质盖板。同时,为抑制单元安装间隙带来的电磁泄漏及寄生谐振,在传统角锥喇叭天线侧壁增加金属边框,并通过调节边框的位置,使寄生谐振的频点可自由改变,进而移出工作频段。该圆极化喇叭单元口径大小为1.43λ×1.43λ(λ为空间波长),为验证其性能,采用金属铸造工艺加工装配成单元小面阵。该圆极化喇叭单元在24.5%的相对带宽即8.4~10.75 GHz的频带内的实测扫描有源电压驻波比(VSWR)小于2.5,轴比(AR)小于3,增益大于11.6 dBi。对于大单元间距体制相控阵雷达,该圆极化喇叭单元具备良好的应用前景。