一种用于深空通信的高可靠高效率径向线缝隙天线1-深空探测前沿技术专刊

马炳; 鲁帆; 范占春; 吴克; 李慧文; 智国平; 孙泽洲

doi:10.7527/S1000-6893.2026.33789

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DOI: https://doi.org/10.7527/S1000-6893.2026.33789

一种用于深空通信的高可靠高效率径向线缝隙天线1-深空探测前沿技术专刊

马炳 ,
鲁帆 ,
范占春 ,
吴克 ,
李慧文 ,
智国平 ,
孙泽洲

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1. 北京空间飞行器总体设计部
2. 北京航空航天大学

收稿日期: 2026-04-28

修回日期: 2026-08-25

网络出版日期: 2026-08-31

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A High-Reliability and High-Efficiency Radial-Line Slot Antenna for Deep-Space Communications 1

MA Bing ,
LU Fan ,
FAN Zhan-Chun ,
WU Ke ,
LI Hui-Wen ,
ZHI Guo-Ping ,
SUN Ze-Zhou

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Received date: 2026-04-28

Revised date: 2026-08-25

Online published: 2026-08-31

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摘要

针对深空探测任务中星载天线面临的超宽温域、极高温梯、极端辐射与超远距离工作等严苛环境约束，面向火星探测、行星际探测及鹊桥通导遥星座等工程需求，本文开展了高可靠点波束天线系统的一体化设计与性能验证研究。为解决传统径向线缝隙天线（RLSA）因介质材料热失配、低介电常数填充效率瓶颈、面密度过高导致的深空环境适应性不足问题，本文提出了一种全金属轻量化 Ka 频段 RLSA 天线方案。针对低介电常数介质填充导致的辐射效率瓶颈，提出新型辐射单元的优化算法，突破低损耗辐射难题；提出镁铝合金与轻质泡沫复合的轻量化结构方案，在保证结构强度的前提下实现面密度降低；通过金属腔体一体化加工工艺，消除介质材料热失效风险，确保天线结构与性能可靠性。实测结果表明，天线在 22.8~23.4 GHz 工作频段内增益达 33.5 dBi，辐射效率为 69.2%，3 dB 波束宽度与轴比带宽均大于 5%，驻波比≤1.5。该天线在满足全金属结构要求的同时，实现了低剖面、高增益、轻量化的综合性能，为深空探测与中继通信星座提供了高可靠天线解决方案。

关键词： 深空通信; 高可靠; 点波束; 径向线缝隙; 通信天线

本文引用格式

马炳 , 鲁帆 , 范占春 , 吴克 , 李慧文 , 智国平 , 孙泽洲 . 一种用于深空通信的高可靠高效率径向线缝隙天线1-深空探测前沿技术专刊[J]. 航空学报, 0 : 1 -0 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2026.33789

Abstract

Key words： Deep Space Communication; High-Reliability; Spot-Beam; RLSA; Communication Antenna

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