中文引用格式： 康湛毓，賀連星，費冬亮，等. 一種基于AOP模塊相控陣的星載三模寬帶圓極化天線[J]. 電子技術應用，2024，50(7)：114-117.
英文引用格式： Kang Zhanyu，He Lianxing，Fei Dongliang，et al. Design of a triple-mode wideband circularly polarized antenna based on AOP technology for satellite communication system[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(7)：114-117.
引言
隨著衛星批量化制造成本的降低以及衛星運載技術的發展，衛星互聯網通信已經成為國際航天領域研究熱點，我國也將衛星互聯網納入“十四五”新基建中。相比傳統的單個衛星，高容積比的衛星互聯網星座更加復雜，對星載相控陣提出了更高的技術要求。
首先，隨著衛星微型化發展和空間資源的急劇減少，嚴苛限制了星載天線的包絡尺寸以及重量。平板相控陣天線由于具有極低的剖面特性非常適用于衛星通信應用。但是星載平板相控陣陣元目前主流通過同軸電纜、SMP、SMA等傳統類型連接器和毫米波前端實現電氣互連，具有體積大、重量大、差損大等缺點。
其次，為滿足衛星通信的寬帶通信容量需要，要求相控陣陣元具有較寬的工作帶寬。常見的寬帶及超寬帶天線形式主要包括Vivaid天線[1-3]、“十字”振子[4-6]、波導背腔天線[7-9]及多層微帶天線[10-13]等。所列舉的前三類天線尺寸包絡較高、重量較大、結構復雜、批量加工一致性較差，難以滿足互聯網衛星星座應用低剖面、輕重量及高緊湊性的要求，也難以與當前先進的高密度集成封裝天線（Antena-on-Package, AOP）技術兼容。文獻[10-14]通過縫隙耦合的多層介質實現寬帶，但是往往帶有復雜的饋電網絡和結構，且其在星載高低溫交變（常規±90°）的環境下時，面臨因多層介質和中間粘接層的膨脹系數不一致導致分層失效的巨大風險。單層微帶天線[15-16]相對多層微帶天線在惡劣的太空環境中具有更高的可靠性，但是其工作帶寬和3 dB軸比帶寬通常較窄，難以滿足衛星寬帶通信的需求。
針對上述難點，本文設計了一種應用于Ka星載相控陣的低成本、寬覆蓋、高可靠性的圓極化單層微帶天線陣元。該陣元通過BGA植球直接與射頻前端實現互連，具有差損小、重量輕、成本低的特點，同時采用單層微帶的超表面設計實現寬帶內多個模式的激勵，突破了常規單層微帶天線帶寬窄的缺點，降低太空高低溫環境下天線分層失效的風險，解決現有星載毫米波相控陣陣元低剖面、寬帶工作問題。
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作者信息：
康湛毓，賀連星，費冬亮，魏曉黎，梁廣
（上海微小衛星工程中心，上海 201304）
