Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2023, № 1 · RADIO ENGINEERING

Investigation of the characteristics of a deployable space mirror antenna with a sparse reflecting surface

V.V. Golovin1, Y.N. Tyschuk1

1 Sevastopol State University, Sevastopol, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2023.1.10 UDC 621.396.677.81 EDN KTXARR

Abstract

The article presents the results of a study of the characteristics of a space parabolic mirror with a deployable reflector. A model of the reflector truss structure formed by two asymmetric parabolic networks with tension cables is presented. Three variants of the sparse structure of the reflecting film of the reflector are presented, differing in periodically repeating hexagonal holes with different sizes. A complex electrodynamic modeling of the radiation characteristics of a parabolic mirror antenna with a developed model of a truss-bearing structure and the proposed structures of reflective films, allowing to reduce the mass of the reflector and increase the reliability of the antenna system, are carried out. The estimation of the frequency dependences of the characteristics of the variants of the parabolic mirror antenna model is given. Recommendations on the use of sparse reflective films for small, medium and large apertures of deployable reflectors are proposed.

  • mirror antenna
  • reflector truss
  • space antenna
  • deployable reflector
Аннотация (на русском)

Исследование характеристик развертываемой космической зеркальной антенны с разреженной отражающей поверхностью

В статье представлены результаты исследования характеристик космической параболической зеркальной с развертываемым рефлектором антенны. Представлена модель ферменной конструкции рефлектора, образованная двумя несимметричными параболическими сетями с натяжными тросами. Представлены три варианта разреженной структуры отражающей пленки рефлектора, отличающихся периодически повторяющимися гексагональными отверстиями с различными размерами. Проведено комплексное электродинамическое моделирование характеристик излучения параболической зеркальной антенны с разработанной моделью ферменной несущей конструкции и предложенными структурами отражающих пленок, позволяющих уменьшить массу рефлектора и повысить надежность работы антенной системы. Дана оценка частотных зависимостей характеристик вариантов исполнения модели параболической зеркальной антенны. Предложены рекомендации по использованию разреженных отражающих пленок для малых, средних и больших апертур развертываемых рефлекторов.

For citation

Golovin V.V., Tyschuk Y.N. Investigation of the characteristics of a deployable space mirror antenna with a sparse reflecting surface // Journal of Radio Electronics. – 2023. – No. 1. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.1.10

References

  1. Roederer A.G., Rahmat-Samii Y. Unfurlable Satellite Antennas: A Review. Annales des Telecommun. 1989. V.44. № 9/10. P.475-488.
  2. Space Acquisitions. Space Communication Bands [Web]. AcqNotes. Program Management Tool for Aerospace. Дата обращения: 28.10.2022. URL: https://acqnotes.com/acqnote/careerfields/space-communication-bands
  3. Morterolle S., Maurin B., Quirant J., Dupuy Ch. Numerical form-finding of geotensoid tension truss for mesh reflector. Acta Astronautica. 2012. №76. P.154-163. http://dx.doi.org/10.1016/j.actaastro.2012.02.025
  4. Miura K., Miyazaki Y. Concept of the tension truss antenna. AIAA Journal. 1990. V.28. №6. P.1098-1104. https://doi.org/10.2514/3.25172
  5. Meshkovsky V., Sdobnikov A., Churilin S., Kisanov Y. Numerical investigations of shape of the reflecting surface made of knitted mesh fabric being pulled on the curvilinear frame. EPJ Web of Conferences EPPS2019. 2019. 25 p. https://doi.org/10.1051/epjconf/201922101031
  6. Li T., Deng H., Lin Z., Wang Z. Form-finding methods for deployable mesh reflector antenna. Chinese Journal of Aeronautics. 2013. V.26. №5. P.1276-1282. http://dx.doi.org/10.1016/j.cja.2013.04.062
  7. Agrawal P.K., Anderson M.S., Card M.F. Preliminary design of large reflectors with flat facets. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1981. V.29. №4. P.688-694. https://doi.org/10.1109/TAP.1981.1142631
  8. Yang G., Yang D., Zhang Y., Du J. Form-finding design of cable-mesh reflector antennas with minimal length configuration. Aerospace Science and Technology. 2016. 20 p. http://dx.doi.org/10.1016/j.ast.2016.11.010
  9. Zhang Y., Duan B., Li T. A controlled deployment method for flexible deployable space antennas. Acta Astronautica. 2012. V.81. №1. P.19-29. http://dx.doi.org/10.1016/j.actaastro.2012.05.033