某星載天線結構設計與分析*

孫遠濤

(中國電子科技集團公司第三十八研究所， 安徽 合肥 230088)

引 言

天線是一種發射和接收電磁波的裝置，廣泛應用于通信、廣播、雷達和電視等領域。隨著我國航天事業的蓬勃發展，產生了多種多樣的天線[1-2]。天線的結構設計需要考慮電訊性能要求、材料選用、加工工藝、結構剛強度和熱設計等因素[3-10]，這些結構設計因素對天線的性能具有重要的作用。

本文根據航天器任務特點和天線性能要求，對某星載天線進行了結構設計。天線隨衛星在火箭發射階段的力學環境復雜、惡劣，在軌時需承受空間環境，尤其是極端高低溫熱環境的影響，這些力學環境及熱環境對天線的可靠性具有很大的影響。針對這些問題，本文對天線進行了力學分析和試驗驗證，以進一步驗證抗力學環境設計性能，采取了熱控措施以確保天線在允許的工作溫度范圍內工作，并針對熱分析結果開展了熱真空試驗，對產品的熱性能進行了驗證。

1 天線結構設計

星載天線的結構設計不僅需要考慮電訊功能和加工、裝配的可實現性，還要滿足苛刻的工作環境，如火箭發射帶來的過載和震動、太空的熱環境和原子氧等。

基于此，對星載天線進行了結構設計。

天線主要由螺旋天線、介質支撐筒、連接器和底座等部分組成，其整體三維設計模型如圖1所示。

圖1 天線模型示意圖

螺旋天線由QBe2.0銅絲繞制而成，采用介質支撐筒支撐以保形，螺旋天線與介質支撐筒之間采用點接觸的結構形式[6]?！?br>