МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ НАЗЕМНОЙ АНТЕННЫ С ДВУХДИАПАЗОННЫМ S/X ОБЛУЧАТЕЛЕМ

В данной статье рассматривается модернизация антенны наземной станции с параболическим отражателем диаметром 3,7 м для работы в S- и X-диапазонах. Основное внимание уделяется учету реальной геометрии отражателя, восстановленной на основе высокоточных лазерных измерений. На основе полученных данных был разработан новый двухдиапазонный коаксиальный облучатель, который обеспечивает совмещение фазовых центров в S- и X-диапазонах, а также высокую изоляцию между портами. Оптимизация конструкции и прогнозирование характеристик антенны были выполнены с использованием электродинамического моделирования в среде Ansys HFSS с учетом действительного профиля параболы. Изготовленный прототип прошел лабораторные испытания, которые подтвердили расчетные прогнозы. Ширина луча составила около 0,7о , апертурная эффективность достигла 56 %, а отношение усиления к температуре шума G/T – порядка 25,9 дБ/К, что соответствует требованиям радиолинии для приема сигналов низкоорбитальных спутников. Результаты демонстрируют, что точный учет формы отражателя и корректная настройка облучателя позволяют достичь требуемых характеристик антенны без замены параболического зеркала. Тем самым подтверждается возможность эффективной модернизации существующих наземных антенн среднего класса за счет интеграции методов высокоточной геометрической реконструкции и электродинамического моделирования.

1. Casco N.A. Surface roughness estimation of a parabolic reflector / N.A. Casco // arXiv preprint arXiv:1007.4600. – 2010.

2. Photogrammetric measurements of a 12-metre preloaded parabolic dish antenna / N.U. Shankar et al // arXiv preprint arXiv:0905.1252. – 2009.

3. Using a Tracking Laser Interferometer to Characterize the Planarity of a Planar Near-Field Scanner / P. Rousseau et al // Proceedings of the Antenna Measurement Techniques Association. – 2002. – Р. 501-506.

4. Feng Y.C. The imperfect phase pattern of real parabolic radar antenna and data quality / Y.C. Feng, F. Fabry // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. – 2016. – Т. 33, № 12. – Р. 2655-2661.

5. Zhang Y. Influences of the Reflector Subtended Angle on the Performance of Parabolic Antennas with Feed Displacement / Y. Zhang, H. Liu, X. Liu // Electronics. – 2022. – Т. 11, № 17. – Р. 2635.

6. A dual-band reflector feed in coaxial configuration for satellite communication [antenna applications corner] / R. Galuscak et al // IEEE Antennas and Propagation Magazine. – 2018. – Т. 60, № 5. – Р. 89-94.

7. Design and Realization of an X Band Monopulse Feed Antenna for Low Earth Orbit (LEO) Satellite Ground Station / İ. Şişman et al // International Journal of Antennas and Propagation. – 2024. – Т. 2024, № 1. – Р. 6659390.

8. Dual-Band Dual-Beam Shared-Aperture Reflector Antenna Design with FSS Subreflector / Q. Wang et al // Sensors. – 2025. – Т. 25, № 9. – Р. 2934.

9. Esmail B.A. A Ku-Band Compact Offset Cylindrical Reflector Antenna with High Gain for Low-Earth Orbit Sensing Applications / B.A. Esmail, D. Isleifson, L. Shafai // Sensors. – 2024. – Т. 24, № 23. – Р. 7535.

10. Design, Development, and Qualification of a Broadband Compact S-Band Antenna for a CubeSat Constellation / S. Sánchez-Sevilleja et al // Sensors. – 2025. – Т. 25, № 4. – Р. 1237.

11. An S-band-receiving phased-array antenna with a phase-deviation-minimized calibration method for LEO satellite ground station applications / D.H. Lee et al // Electronics. – 2022. – Т. 11, № 23. – Р. 3847.

12. Design of the New Dual-Polarized Broadband Phased Array Feed Antenna for the Sardinia Radio Telescope / Р. Maxia et al // Electronics. – 2025. – Т. 14, № 4. – Р. 807.

13. Test and analysis of an inflatable parabolic dish antenna / J. Gaspar et al // In Proceedings of the 47th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference; 14th AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Conference; 7th. – Newport, Rhode Island, USA, 2006. – Р. 1600.