明日情报@国外空间薄膜天线发展与应用近况( 二 )
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安装在电子号火箭上的R3D2卫星
该新型薄膜反射阵天线的主要材料为聚酰亚胺薄膜 ， 发射前紧密封装 ， 入轨后展开 ， 直径可达2.25m 。 R3D2卫星将监控其在低轨部署该天线的动态过程以及天线的生存能力和无线电频率特征 。 此次任务主要进行低轨弹性传感器和数据传输层概念的验证 ， 希望在未来借助天基互联网改善全球的通信状况 。 该薄膜反射阵天线能够完成目前需要大型卫星才能完成的多种任务 ， 如与地面弱势（信号差）用户进行高数据速率通信等 。
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R3D2卫星天线收拢状态
2.天线概述
R3D2卫星天线由美国MMADesign公司设计制造 ， 来自“可展开高增益反射阵列”（DaHGR）天线产品系列 ， 对应型号为“受电弓可展开高增益反射阵列”（P-DaHGR）天线 。 DaHGR天线以小体积封装并拥有高性能 ， 同时天线可配置且具有宽带和窄带架构 。 DaHGR天线架构是通过轻质且柔性的薄膜基片实现的 ， P-DaHGR天线的薄膜基片通过受电弓方法张紧 。
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P-DaHGR天线地面展开试验
DaHGR天线结合了成功飞行解决方案的最佳特性 ， 但在性能、紧凑性和简单性方面具有优势 ， 并通过利用已被验证的技术显著降低了开发和部署的风险 。 大型空间馈电反射阵列与常规抛物面反射器相同的性能 ， 用于所有不需要极高带宽的任务 。 反射阵列可实现的带宽轻松满足多种任务要求 。
RSD2卫星天线薄膜材料采用美国杜邦公司的Kapton聚酰亚胺薄膜 ， Kapton提供独特的电、热、化学和机械性能组合 ， 使其能够承受极端温度、物理作用和恶劣环境等 。
二、MAXWELL卫星试验天线
1.卫星简介
MAXWELL是6U立方星 ， 是美国空军研究实验室的大学纳星计划（UNP）第9届竞赛的A阶段获奖项目 ， 由科罗拉多大学博尔德分校负责 ， 计划2020年发射 ， 旨在演示可在小型卫星平台上使用的高速、弹性的先进通信系统 。 MAXWELL卫星除主通信天线外 ， 还将搭载一个独立的试验天线 ， 并进行在轨展开部署和增益测量试验验证 。
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MAXWELL卫星概念图
2.天线概述
MAXWELL卫星除原有天线外 ， 还加装了美国MMADesign公司的“带状（弹簧）张紧可展开高增益反射阵列”（T-DaHGR）天线 ， 该天线同样来自“可展开高增益反射阵列”（DaHGR）天线产品系列 。
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T-DaHGR天线
DaHGR天线架构是通过轻质且柔性的薄膜基片实现的 ， T-DaHGR天线的薄膜基片通过带状弹簧方法张紧 。 T-DaHGR天线采用卡塞格林（Cassegrain）配置 ， 拥有4个独立的主反射阵列面 ， 收纳时体积为1U ， 重1.5kg 。 该天线发射面采用双层聚酰亚胺薄膜 ， 天线结构（含臂）采用纤维增强聚合物带臂结构元件 。 该天线在9.6GHz频率时增益可达35dB ， 在X频段运行时带宽高达40% 。
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DaHGR天线总体布置图
该天线目前在该型号无线电设计认证中实现了X频段30%带宽（3dB增益带宽） ， 其正在升级和测试新设计以满足MAXWELL卫星8.2-8.45GHz的要求 ， 并计划实现基于薄膜的一次和二次反射阵列 ， 最终在完成测试后于2019年第四季度交付 。
设计方面 ， T-DaHGR天线采用了MMA的高TRL启用技术 ， 并创新了部署概念和机制设计 ， 以适应被分配的体积 。 其主要使用MMA自研的8根高应变复合带吊杆 ， 采用使天线同步展开的单电机高扭矩传动系 ， 应用了受折纸启发的薄膜折叠和存放策略 ， 并把薄膜作为反射器和结构元件 。
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