一、深空天线波束波导设计技术

深空站高功放(HPA)、低温接收机布局在地面机房,按照常规天线设计方案,馈源安装在天线中心体内,馈源至低温接收机的收馈线、至高功放的发馈线很长,即使采用波导传输也会带来较大损耗,严重影响系统G/T值和等效全向辐射功率(EIRP)等技术指标的实现。

地面深空站天线设计采用波束波导(BWG)方案,天线焦点处的能量被传输到地面,安装在常规天线中心体内的馈源转移到了地面机房,从而有效解决了系统设计中一系列空间和结构难题。

二、高精度位置编码技术

深空天线口径大、频段高的特点决定了其波束宽度很窄,66m深空站X频段半功率波束宽度只有0.045°,因此,较高的指向精度就成为完成任务的必要条件。高精度位置编码是实现高精度指向的前提,而选用高精度的测角元件则是实现高精度位置编码的重要保障。

结合本系统方位测角元件超大空心内径及高精度的要求,使用增量式光电角度编码器是方位测角元件的唯一选择,也是本系统研制中的关键技术之一。

三、大口径天线副反射面调整技术

重力因素引起的天线结构变形使得天线反射面精度降低,增益下降,引起天线波束指向误差。这些误差可以通过自适应调整副反射面来抵消,使天线在有效转动范围内保持增益不变,以保证天线高指向精度的要求。

如何实现高精度副反射面调整是地面深空系统研制的关键技术之一。

四、大口径天线标校测试技术

DSF1天线射频指标测试和标校内容主要包括:

  • 天线方向图测试(S/X频段);
  • 天线G/T值测试及校准;
  • 角度标校,并为角度模型提供数据;
  • 天线副反射面实时修正数据的标定。

实现大口径、多频段地面深空天线系统的高精度测量与标校是保证设备研制并投入使用的关键,也是系统设计关键技术之一。

五、天线反射面精度测量及调整技术

大口径高精度地面站天线反射面精度测量及调整是地面站建设的最后一个环节,直接关系到天线反射面最终精度的形成,是本系统研制的关键技术。

六、波束波导天线三轴中心位置的确定及测量

波束波导三轴中心是系统距离、角度测量的参考点,其位置的精密测定直接影响各测量元素的精度。由于波束波导天线的三轴中心被M1反射镜占据,无法直接在此处设置测量标志,因此需要采用间接测量方案来对三轴中心位置进行标定。

波束波导天线三轴中心测量方法研究是本系统研究的关键技术之一。