15、拉巴特穆罕默德五世大学：面向深空的超宽带高增益全金属法布里 - 珀罗立方体卫星天线

拉巴特穆罕默德五世大学：面向深空的超宽带高增益全金属法布里 - 珀罗立方体卫星天线

1. 引言

小型航天器和立方体卫星已成为探索太空技术并以低成本开展相关科学研究的新兴工具。与传统卫星相比，立方体卫星成本低、开发时间短、结构简单，且最重要的是功耗低，因此得到了广泛应用。

从低地球轨道（LEO）到地球静止轨道（GEO），随着传输到地球的数据量从千比特（Kbits）增加到兆比特（Mbits），为了充分支持科学研究并使太空合作伙伴更容易参与相关任务，立方体卫星的通信系统需要尽可能地改进。其通信子系统至关重要，因为它负责与地球站进行数据传输，所以需要具备高数据速率的通信子系统来传输高分辨率图像并执行其他任务。

此外，立方体卫星需要具有特定特性的天线系统来实现遥测、跟踪、地球观测、全球定位系统（GPS）、全球卫星导航系统以及卫星间交叉链路通信等功能。立方体卫星天线可以在很宽的频率范围内工作，实现与传统卫星类似的各种任务。在立方体卫星部署到目标轨道后，需要对其进行重新定向，以根据任务区域以及立方体卫星天线和地面站的性能来确定与地球站的传输链路。因此，立方体卫星需要高性能的天线设计来与地球站建立通信，从而完成任务。

然而，尽管可以在立方体卫星上安装各种天线，但立方体卫星子系统的设计和实现受到严格的重量和尺寸限制。相邻天线会相互影响性能，限制了多天线设计在单个立方体卫星任务中的有效性。另外，立方体卫星上使用的甚高频（VHF）和超高频（UHF）单极和偶极天线，尽管长度达数百毫米且在发射后需要展开操作，但仍无法满足高数据速率传输和长寿命任务的要求。考虑到增益、尺寸和刚度等因素，平面天线尤其是在高频工作时是最佳选择。

单馈平面天线由于其低剖面、轻量化和设计简单而