高可靠低功耗Ka频段星载有源相控阵冗余备份技术*

姚亚利

(中国西南电子技术研究所，成都 610036)

0 引 言

从1964年在美国成立国际通信卫星组织INTELSAT并于次年发射第一颗商用通信卫星“Early Bird”以来，卫星通信技术及其应用蓬勃发展，目前已经在军事、民用、商用等领域得到了广泛应用。

就通信卫星而言，星载天线是卫星有效载荷的重要组成部分，对整个卫星通信系统的性能有着重要影响[1]。卫星天线用于对特定的目标或地域发射或接收载有各种信息的信号，当需要卫星交换信息的目标是可变的时候往往要求天线的波束也做相应的变化[2]。相控阵天线因其具有辐射能力强、电扫描、波束捷变、多波束等特点[3-5]，能够充分提升卫星对地视场广域范围内大规模分散用户、快速机动用户的按需通信保障能力，提升卫星多用户保障能力以及通信容量，近年来已经被应用于高、低轨卫星通信系统，包括移动/窄带、宽带、防护、中继等卫星通信领域[4,6]。

在一般的装备的设计中，可靠性已成为与性能同等重要的设计要求，是装备设计工程的重要组成部分[7]。而星载产品工作于恶劣的太空环境中，长期遭受宇宙射线、高能粒子、大范围温度变化等影响，为了能够在空间环境中长期可靠地工作，星载产品除了关注性能指标外，可靠性也尤为重要。产品的可靠性是产品固有的特性，是产品设计所赋予的，所以将可靠性设计真正融合、溶化于产品的设计和研制生产过程是保证卫星高可靠性、长寿命的前提[7]。

备份冗余设计是提高星载产品可靠性最常用的方法之一，这种设计的基本思想是正常使用主路模块时备份模块关闭，当主路模块发生意外功能失效时则启用备份电路模块。……