冯文文，李 磊，王群杰，邹永庆

(中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥 230088)

0 引 言

由于国土面积的限制，为了实时同地面站保持通信，中低轨人造地球卫星需采用中继卫星对信息进行中继转发。这就要求安装在卫星上的中继终端天线具备圆极化、宽波束覆盖等特征。

宽波束天线在工程设计中除了考虑电性能指标的实现外还需要考虑使用的空间环境和加工制造工艺水平。常用的宽波束天线结构有微带贴片天线[1-2]、扼流喇叭天线[3-4]、四臂螺旋天线[5-7]和双臂螺旋天线[8-9]等，其中微带贴片天线具有剖面低、质量轻等优点。但是，微带介质材料无法满足星载环境下的抗辐照特性。扼流喇叭天线为全金属结构，能够实现双圆极化，但在低波段尺寸太大而无法使用。四臂螺旋天线可以实现较好的电性能，但馈电电路复杂，需要专门设计一个顺序馈电的功分电路。这会增加天线的损耗且降低天线的增益。双臂螺旋天线结构简单、馈电方便、尺寸较小，但工作带宽较窄，通常需要安装接收和发射两个天线来实现同时收发的目的。

本文改进了双臂螺旋天线的结构形式。通过优化螺旋天线的尺寸以及馈电同轴线，使天线在收发两个频点均能满足增益在±70°波束覆盖范围内(θ∈[-70°,70°], Φ∈[0,180°])大于1 dB、同时天线轴比优于6 dB及电压驻波比小于1.3的指标要求。

1 宽波束天线分析和设计

1.1 双臂螺旋天线参数优化

螺旋线的几何特性可以用螺旋直径D、螺距P和匝数N等结构参数描述。……