王旭东，万继响，张 坚，李 静，汪新刚，范铁军

(中国空间技术研究院西安分院，西安 710000)

0 引言

高通量(high throughput satellite，HTS)/甚高通量(very high throughput satellite，VHTS)通信卫星较常规通信卫星在通信容量上得到数十倍乃至百倍的提升，使用户随时随地享受卫星高速信息服务，并大幅降低单位通信容量的实现成本，因而成为国际通信卫星发展的热点技术。HTS/VHTS卫星的核心载荷为Ka频段及更高频段如Q/V频段的多波束天线[1]，高频段具有可用带宽宽、天线增益高、波束窄(便于多波束频率复用覆盖)的优点，结合频率复用及跨洲际的大范围覆盖能力，成为卫星通信容量提升的最主要的原因，如我国2017年发射的首个HTS卫星中星-16号搭载的Ka多波束天线，波束数量26个，卫星通信容量为20 Gbps，超过了我国此前所有在轨工作通信卫星通信容量的总和，2020年发射的亚太-6D通信卫星，采用了90个波束的Ku多波束天线，成为亚太地区首个通信卫星容量达到50 Gbps的HTS卫星，而国际上2020年由法国TAS公司研制的Konnect VHTS卫星多波束天线技术已经支持单星0.5 TGbps级别数据吞吐量，基于多波束天线技术的超大容量Viasat-3卫星的容量可达1 TGbps，该卫星预计在2022年发射[2-4]。

与通信容量相关的天线设计参数包括频谱效率、波束带宽及波束数量等，其中前两者与多波束天线类型、工作频率、覆盖区增益、C/I等关系较大，而波束数量的增加主要通过增加馈源数量来实现，这就意味着更重及更大的馈源阵列，因而对卫星平台承载、火箭运载能力也提出了更高的要求。为此，小型化、集成化、轻量化的馈电及馈源阵列设计制造技术，成为天线能力能否在HTS/VHTS通信卫星得到最大限度发挥的关键因素之一。……