Калабегашвили Г.И., Бикеев Е.В., Матыленко М.Г. «Поиск минимального количества точек отражающей поверхности рефлектора, необходимого для оценки отклонения диаграммы направленности крупногабаритных трансформируемых антенн» Сибирский журнал науки и технологий Ранее "Вестник Сибирского государственного аэрокосмического ун-та им. акад. М.Ф. Решетнева", 19, № 1, с. 66-75 (2018)

В создании связных космических аппаратов с крупногабаритными трансформируемыми антеннами имеются тенденции к увеличению частот рабочего диапазона, снижению удельной массы и возрастанию общих габаритов конструкций. Улучшение технических характеристик связных космических аппаратов с крупногабаритными антеннами невозможно без обеспечения требуемой точности наведения диаграммы направленности, коэффициента усиления в её максимуме. Факторы, влияющие на конечное качество крупногабаритных конструкций космического назначения, и антенн в частности, присутствуют на всем жизненном цикле данной продукции: от проектирования и изготовления до испытаний и эксплуатации в натурных условиях. При этом прямое устранение причин, негативно влияющих на конечный результат, зачастую является экономически невыгодным при нынешнем развитии технологического обеспечения данных наукоемких производств. В связи с этим контроль конечных эксплуатационных характеристик крупногабаритных антенн космических аппаратов в натурных условиях и, в случае необходимости, парирование их отступлений от требуемых значений являются наиболее оптимальными с точки зрения отношения результат/затраты. Данный подход реализуется при определении диаграммы направленности бортовой антенны и компенсации её искажения в процессе эксплуатации космического аппарата по целевому назначению. Существуют два способа измерения диаграммы направленности на орбите. Первый способ основан на измерениях радиотехнических характеристик, производимых по наземным станциям обслуживания космических аппаратов. Данный способ, несмотря на приемлемую точность, имеет ряд недостатков. Например, использование данной методики увеличивает количество требований к наземным станциям – их количеству, размещению и характеристикам применяемой аппаратуры. Второй способ основан на определении радиотехнических характеристик, исходя из формы и положения рефлектора антенны. Рефлектор представляют в виде облака измеренных точек, которые отражают отклонения формы и положения конструкции от проектных значений. Для реализации измерений диаграммы направленности по второму способу необходимо разработать систему контроля геометрии антенны, предназначенную для измерения координат точек поверхности рефлектора. Для выполнения целевых задач системы имеет место следующая схема: измерительная аппаратура, размещенная на корпусе космического аппарата, и контрольные элементы, размещенные на элементах конструкции. Такая конфигурация системы позволяет представлять элементы конструкции антенны в виде облака контрольных точек. В рамках работ по разработке этой системы проведен проектный анализ возможности применения измерений геометрии антенны для расчета диаграммы направленности и дальнейшей оценки её отклонения от проектных значений. Проведена оценка необходимого количества измеряемых контрольных точек поверхности рефлектора. Для этих целей был выбран Ku-диапазон частот как один из наиболее популярных диапазонов частот, используемых в телекоммуникационных космических аппаратах. Были рассмотрены несколько вариантов наборов точек. Среди них были наборы точек, принадлежащих как недеформированному, так и деформированному профилю рефлектора. По каждому набору был произведен расчет диаграммы направленности антенны. Проведено сравнение визуальных представлений фокального луча и коэффициента направленного действия. В ходе анализа полученных данных было определено минимально необходимое количество контрольных точек для расчета диаграммы направленности с требуемой точностью. Полученные данные были учтены при формировании требований к системе орбитального контроля геометрии антенны.