Содержание к диссертации
Введение
1. Общая характеристика работы
1.1. Актуальность работы
1.2. Цель работы
1.3. Задачи работы
1.4. Методы исследования
1.5. Научная новизна
1.6. Практическая ценность
1.7. Достоверность полученных результатов
1.8. Основные положения, выносимые на защиту
1.9. Апробация работы
1.10. Публикации
2. Содержание работы 5
2.1. Состояние вопроса 5
2.2. Построение остронаправленных антенных систем
2.4. Излучающими элементами конструкций
2.3. Слабонаправленные антенны
2.4. Конструкционный синтез модифицированных спиральных излучателей
2.5. Антенные системы спускаемых космических аппаратов
2.6. Измерительные комплексы и методы испытаний антенных систем КА с прогнозированием их характеристик в условиях космоса
Заключение
Список литературы
- Достоверность полученных результатов
- Основные положения, выносимые на защиту
- Построение остронаправленных антенных систем
- Конструкционный синтез модифицированных спиральных излучателей
Введение к работе
1.1. Актуальность проблемы. Развитие космической науки и техники немыслимо без космических радиотехнических систем (РТС). Надежность и качество работы космических РТС обеспечивается соответствующим построением бортовых антенных систем (АС) космических аппаратов (КА).
Проблема построения АС КА возникла в 1950-е годы и с развитием космической техники остается актуальной в настоящее время. Особо актуальна проблема построения автоматических космических станций (АКС) и аппаратов различного назначения.
Создание совершенных антенных систем КА включает в себя поиск способов их построения, новых конструктивных решений, возбуждение элементов поверхности КА с целью получения заданных характеристик при минимизации массогабаритных, энергетических и материальных затрат. Также важно обеспечение совместимости АС с остальными средствами борта КА.
Создание нового поколения АС КА также неразрывно связано с конструкторско-технологическим, метрологическим и испытательным обеспечением [1, 4, 5, 14].
Обеспечение заведомо надежной работы в космосе требует поиска новых материалов, оригинальных технических решений, оптимальных электродинамических моделей системы антенна-носитель, а также достоверности наземных испытаний при работе в космосе.
Особый круг задач построения бортовых антенн возникает при их установке на неориентированных в пространстве КА и поверхности планет, Солнечной системы.
Все перечисленные проблемы носят весьма широкий характер, и их решение представляло и представляет большую государственную важность, о чем свидетельствуют ряд решений Правительства по выполненным работам.
1.2. Цель работы. Целью работы являлась разработка концепции и теории построения нового поколения антенных систем АКС, работающих с длительным сроком активного существования на орбитах, в атмосферах и на поверхности планет Солнечной системы, включая их технологическое и метрологическое обеспечение;
теоретических положений сравнительного анализа предложенных автором нетрадиционных структур антенных систем КА, методов их конструкционного синтеза с учетом конфигурации токонесущей поверхности носителя;
методов отработки этих структур в условиях Земли с максимальным приближением к условиям реальной эксплуатации КА, обеспечивающих реализацию конструкторско-технологических преимуществ отечественной космической промышленности, направленных на повышение надежности и качества автоматических космических аппаратов современного класса.
1.3. Задачи работы. Достижение поставленной цели включает решение следующих основных задач:
развитие теории антенных систем КА, включая электродинамические модели, способы управления характеристиками антенн;
разработку нового поколения антенно-фидерных систем КА различного функционального назначения;
разработку технологических, испытательных комплексов, а также производство и проверку антенных систем в наземных условиях.
1.4. Методы исследований. Решение поставленных задач осуществлялось на основе общей теории электродинамики, аппарата численного анализа и синтеза, математического моделирования по заданным параметрам и геометрическому образу системы «антенна-корпус АКС».
1.5. Научная новизна. Впервые развита общая теория и концепция построения антенных систем КА широкого спектра применения, включая искусственные спутники Земли и планет, межпланетные станции, спускаемые в атмосферу и на поверхность планет капсулы и станции, самодвижущиеся аппараты.
1.6. Практическая ценность. Практическая ценность и значимость диссертационной работы заключается в создании антенных систем по тематике научных направлений исследований космоса:
- «Луна», «Марс», «Венера», «Фобос», «Вега», «Прогноз», «Спектр», «Гранат»;
- по связным ИСЗ: «Купон», «Зеркало», «Норд»;
- по ряду направлений оборонного назначения: 71X6, 11Ф664, 14Ф12, 5В95, а также в рамках международного сотрудничества по мирному освоению космоса.
1.7. Достоверность полученных теоретических и экспериментальных результатов подтверждается успешными запусками и функционированием КА с разработанными антенными системами различного назначения при выполнении разнообразных научных программ, а также многочисленными экспериментальными результатами, совпадающими с теоретическими.
1.8. Основные положения, выносимые на защиту:
1. Концепция построения антенных систем АКС, работающих с длительным сроком активного существования в космосе.
2. Теория анализа и синтеза антенных систем К А с учетом элементов конструкций.
3. Класс антенно-фидерных систем КА различного функционального назначения.
4. Наземное конструкторское и технологическое обеспечение антенных систем КА.
1.9. Апробация работы. Работа выполнялась в научно-производственном объединении имени С.А.Лавочкина в период с 1959г. по 2002г. В этот период основные положения и полученные результаты докладывались и обсуждались на Всесоюзных, Российских, межведомственных и ведомственных научных конференциях и семинарах по теории и технике антенн.
1.10. Публикации. По теме диссертационной работы изданы 5 монографий, получено 54 авторских свидетельства на изобретения, опубликовано в 40 статьях, 45-ти трудах конференций и 41 отчете Спецфонда НПОЛ. Основное содержание диссертации отражено в публикациях, приведенных в Списке литературы.
Лично диссертантом выполнены 24 работы, в том числе 6 изобретений. В проводимых работах являлся научным и техническим руководителем и активным исполнителем работ.
Достоверность полученных результатов
Бурное развитие аэрокосмической науки и техники с необходимостью вызвало к жизни появление ряда прикладных отраслей и технологий, получивших приставку «космическая» (космическая медицина, космическая металлургия, космическая радиосвязь и др.). По отношению к антенной технике это потребовало создания нового поколения антенных систем.
Наша страна в период выполнения работы являлась пионером в освоении космоса и ряд ведущих НИИ, НПО и промышленных предприятий работали над созданием, как самих космических аппаратов, так и их радиоэлектронных комплексов. Применительно к АКС, спускаемым аппаратам на планеты Солнечной системы, ряду спутников специального назначения разработка антенных устройств проводилась в НПО им.С.А.Лавочкина при участии и руководстве диссертанта. Специфика антенных систем АКС обусловлена большой протяженностью трасс «АКС-Земля», особенностями динамики движения аппарата и влиянием окружающей среды. Требования к конструкции АС АКС связаны с габаритно-массовыми показателями и эксплуатационной совместимостью бортовых средств. Специфика АС АКС определяется также требованиями их полной автономности работы. Пропускная способность космической радиолинии и эффективность связи зависят, в первую очередь, от коэффициента усиления антенн и энергетических показателей приемопередающей бортовой радиоаппаратуры.
Построению АС АКС типа «ЛУНА», «МАРС», «ВЕНЕРА» и др., спускаемых аппаратов, спутников оборонного назначения должны предшествовать серии экспериментальных исследований на стендах, технических позициях, летно-конструкторские испытания, а также апробация в условиях реального космоса.
К началу выполнения работ отсутствовали исследования влияния элементов конструкции КА на характеристики антенн, а также возможности их использования в качестве элементов, формирующих вместе с антенной заданную форму диаграммы направленности (ДН). Также ранее не возникали вопросы согласования пространственных характеристик направленности с баллистическими и динамическими характеристиками КА при возможных положениях на орбите или поверхности небесного тела.
В процессе развития космической техники возникла необходимость использования возможностей АФС для решения вопросов обеспечения жизнедеятельности аппаратов в нештатных ситуациях (отказ аппаратуры, аварийные случаи и др.).
Таким образом, создание АС КА различного функционального назначения требует разработки: - методов построения АФС АКС с учетом влияния корпуса носителя; - способов управления характеристиками антенн спускаемых аппаратов; - создания конструкторско-технологического обеспечения измерительно-испытательных комплексов разрабатываемых новых типов антенных систем АКС. Исследование указанных вопросов и их решение являлось целью настоящей диссертационной работы. Построение остронаправленных антенн (ОНА) для КА включает в себя: - создание обобщенных критериев оценки и прогнозирования характеристик направленности (усиления антенны, УБЛ, сектора сканирования, поляризационых характеристик); - оценку комплекса прочностных тепловых и динамических факторов, воздействующих на антенную систему, с целью максимизации характеристик излучения в заданном секторе пространства при выделенном полезном объеме на АКС и минимальных энергетических затратах. Важную роль при проектировании антенных систем АКС играют ОНА на основе зеркальных антенн (ЗА). Что касается возможности использования ФАР и АФАР на борту КА, то их применение сдерживается габаритно-массовоыми ограничениями, энергетическими затратами, сложной технологией, повышенной чувствительностью к внешним воздействиям, ограниченному ресурсу работы в условиях открытого космоса. Применительно к бортовым ОНА КА разработаны обобщенные критерии прогнозирования и оценка их параметров с учетом механических, тепловых нагрузок, а также физических и электродинамических связей между элементами антенн. Проведенные исследования были направлены на создание реальных конструкций ОНА, оптимизированных по признакам, определяющим целевое назначение КА. Такими признаками в ряде разработок служили ограничения на падение коэффициента усиления (КУ) на границах зоны обслуживания или степень поляризационной развязки. В диссертации разработаны принципы конструкционного синтеза, позволившие повысить эффективность излучающей системы "антенна-объект" по сравнению с эффективностью собственно антенны. Это достигается за счет участия в формировании поля излучения "активной" зоны поверхности КА; Конструкционный синтез для ЗА проводился с использованием методов: - геометрической оптики для приближенного анализа и синтеза; - физической оптики для более точного решения. Окончательные результаты синтеза ЗА уточнялись на основе экспериментов. Введено и конкретизировано понятие эквивалентного излучающего раскрыва для реальных конструкций ОНА, частично или целиком закрытых радиопрозрачными и теплозащитными крышками, экранами или экранированных элементами конструкции АКС. Это позволило проводить анализ характеристик излучения апертурных антенн произвольных форм с произвольным амплитудно-фазовым распределением (АФР) с использованием приемов ГО, ГТД и эквивалентного плоского раскрыва с соответствующим АФР. Выполнены исследования, касающиеся влияния и минимизации затенения раскрыва ОНА для различных схем построения антенных систем данного класса. Проведена оценка вклада в искажения АФР на раскрыве ОНА элементами конструкции собственно антенн и элементами конструкции КА (панели солнечных батарей, бленды оптических систем, выносные штанги и проч.) . Разаработаны способы компенсации искажений АФР, возникающих при этом и приводящих к снижении КУ, росту УБЛ, уровня кроссполяризации, появлению угловых ошибок [6, 8, 26]. Выявлены резонансные эффекты в ЗА (зеркало-облучатель-фидер-штанги), приводящие к эффекту затенения апертуры. Для антенн с малыми размерами раскрыва ( 5А,) был разработан и внедрен в практику метод «просветления» апертуры. Он включал замену металлических штанг на диэлектрические (целиком или частично), изменение трассы прокладки фидера, придание определенной конфигурации кромкам зеркала [37]. Проведено уточнение понятия фазового центра для реальных апертурных антенн, который трансформируется в фазовую область, являющуюся функцией пространственного сектора сканирования. Предложен принцип симметрирования и линеаризации фазового фронта на эквивалентном раскрыве ОНА,который нашел широкое применение при проектировании бортовых РЛС и РЛГС зенитно-ракетных комплексов, бортовых ОНА КА.
Исследована зависимость между пространственной ориентацией осей поляризационного эллипса и параметрами ДН ОНА; обнаружена определенная корреляция между направлением осей эллипса и шириной ДН по этим направлениям.
Основные положения, выносимые на защиту
Уравнение (3) достаточно хорошо исследовано применительно к тонкопроволочным объектам. В этом случае оно сводится к одномерному ИУ, называемому уравнением Поклингтона.
Установлено, что для проводников с поперечными размерами (0,01 ... 0,03) А. поперечная составляющая тока на 2...4 порядка меньше продольной и ей можно пренебречь. Считая, что плотность тока равномерно распределена по окружности поперечного сечения проводника, для полного тока вдоль оси проводника с радиусом С10 получим
Проблема обеспечения низкосилуэтности антенн АКС стоит достаточно остро, несмотря на отсутствие аэродинамического сопротивления. Это связано с необходимостью обеспечения "полей зрения" оптических и оптоэлектронных средств, и минимально возможного затенения рабочих поверхностей панелей солнечных батарей при эволюциях КА относительно направления на Солнце. Таким образом решается задача обеспечения функциональной и конструктивной совместимости активных бортовых средств, включая антенные системы [4, 15]. Комбинации излучателей, определенным образом распределенных по поверхности КА, при соответствующем подборе их взаимной фазировки, позволяет получить необходимые результирующие ДН.
Синтез ДН требуемой формы осуществляется либо заданием необходимого токораспределения на токонесущей поверхности, либо выбором формы этой поверхности, обеспечивающей формирование требуемого распределения поля излучения в дальней зоне.
Практически регулировка и синтез суммарной ДН осуществляется с помощью реактивных дисков, стаканов и др. конструктивных элементов, устанавливаемых в активной зоне действия излучателей и влияющих на токораспределение, определяющее суммарную ДН системы «излучатель-корпус АКС».
Реактивные диски использованы в вибраторной антенне станции "Луна-10". Из-за эффективного резонансного возбуждения корпуса КА (особенно в метровом диапазоне волн) и малых физических размеров излучателей собственно антенны зачастую работают как возбуждающие устройства, не внося фактически заметного вклада в формирование поля излучения системы "антенна - корпус АКС". Влияние корпуса сказывается для линейных вибраторов в том, что суммарная ДН получается весьма изрезанной. Снижения уровня изрезанности удается добиться путем изгибов вибраторов в плоскости, где требуется снизить уровень изрезанности. Решение задачи конструкционного синтеза в подобных случаях эффективно осуществлялось с применением ГТД и метода моментов. Поверхность КА моделируется системой соприкасающихся пластин конечных размеров, а результирующее поле получается как сумма прямого поля, соответствующего случаю излучателя в свободном пространстве и вторичных полей за счет наведенных токов, отраженных и дифрагированных на теле КА волн. С помощью этих методов эффективно проводится решение задач конструкционного синтеза для реальных поверхностей КА. Так пример ДН линейного вибратора, установленного на кромке солнечной панели К А "Астрон", благодаря оптимальному выбору места установки вибратора обеспечивает хорошую равномерность ДН и поляризацию, близкую к круговой [51].
Форма результирующей ДН и поляризационная характеристика определяются конфигурацией фрагмента поверхности КА, ответственного за формирование поля излучения (активная зона возбуждения поверхности КА) и характером возбуждения (форма количество,размещение и взаимная фазировка возбудителей). Понятие "активная зона", введенное автором в процессе выполнения работы оказалось весьма удобным и эффективным при разработке алгоритмов для расчета результирующего поля излучения и решения задачи конструкционного синтеза для малонаправленных ДН, формируемых телами сложной формы. Практически это было реализовано на сериях аппаратов типа "Луна", "Прогноз", "Венера", "Марс", "Астрон" и ИСЗ специального назначения.
Для перекрытия участков ДН с трудно компенсируемыми провалами был применен метод возбуждения активной зоны на ортогональных поляризациях, а также метод исключения влияния поверхности КА в пределах, очерченных активной зоной, т.е. максимальной развязки антенн от влияния корпуса КА. Разработана целая серия развязывающих элементов для установки их непосредственно на излучателях, либо в непосредственной близости от них обеспечивая ДН малонаправленных систем с неравномерностью в заданной области не хуже 0,5 дБ. По соображениям обеспечения высокого коэффициента упаковкии малых потерь в тракте целесообразно максимальным образом снижать количество элементов, содержащихся в конкретной антенной системе АКС. Одним из путей решения этой задачи является создание широконаправленных излучателей с поляризацией, близкой к круговой. Практически такими структурами явились модифицированные проволочные штыревые и спиральные антенны, а также рупорно - волноводные излучатели, использующие волны высших типов и др.
Применение электрически малых вибраторов на АКС часто оказывается неэффективным из-за малого сопротивления излучения и низкого КПД. Повышение КПД удается получить путем прямого или косвенного удлинения токонесущей части вибраторов, например, с помощью сосредоточенных или распределенных реактивностей, а также соответствующим выбором профиля токонесущей поверхности аппарата вблизи вибратора. С помощью теории характеристических мод можно достаточно точно определить распределение поверхностных токов на токонесущей поверхности системы "корпус АКС -вибратор", а затем определить результирующее поле излучения в виде векторной суммы парциальных полей, создаваемых резонансными токами на элементах излучающей системы. Напряженность поля в дальней зоне при этом может быть выражена в виде интеграла по объему, занятому этими токами.
Хорошее приближение дает использование метода ГТД и его модификаций, когда поле находится в виде суммы первичных полей вибраторов, полей дифрагированных на поверхности носителя, примыкающей к вибратору и рассеянных за счет отражений от собственно вибратора и поверхности носителя. Для определения точек отражений можно с успехом воспользоваться методом ГО.
Построение остронаправленных антенных систем
В рамках сформулрованной задачи синтеза при возбуждении спирали в нескольких точках рассмотрение сводится к решению матричной системы интегральных уравнений. Зная распределение продольной компоненты тока и связь между током и полем излучения, может быть найдено полное поле спирали двойным суммированием полей отдельных гармоник тока и гармоник от разных источников возбуждения.
Исследования в части миниатюризации спиральных структур показали, что простое уменьшение габаритов нецелесообразно, т.к. прямо приводит к изменению сопротивления излучения, входного сопротивления, электрической прочности и др. Снижения габаритов можно добиться путем использования имеющихся или привнесенных элементов конструкции АКС, дополняющих ,например, укороченную спираль до полной электродинамической модели, соответствующей традиционным полномасштабным спиралям с их характеристиками. Общая локальная модель представляет собой токовый линейный элемент, сравнимый с длиной волны, расположенный вблизи проводящего экрана (корпуса АКС) определенной формы. Конфигурация и размеры токового элемента и экрана подбираются такими, чтобы АФР на эквивалентном раскрыв обеспечивало заданное поле в дальней зоне. Практически это осуществляется, например, путем гальванических контактов между возбуждающим токовым элементом (ветвь спирали) и поверхностью отражателя, направителя , возбуждением регулярной спиральной структуры в нескольких точках, либо введением в активную зону спиральной структуры магнито - диэлектрических вставок.
Размеры спиральных излучателей могут быть уменьшены путем увеличения количества токонесущих ветвей (активных и пассивных) применением импедансных проводников с модулированной структурой.
Наряду с уменьшением габаритов, это также позволяет управлять формой ДН и расширять границы рабочего диапазона. Решена задача о нахождении токораспределения и поля излучения спирали, нагруженной системой соосных дисков, обеспечивающих повышение направленности ДН. Взаимодействие элементов проводника спирали между собой , элементов спирали с элементами стержня, элементов спирали и экрана учитывалось модификацией ядра интегрального уравнения.
Подобная модель применена при разработке ОНА спирально-дискового типа для Лунохода, где впервые использовался разаботанный автором метод повышения эффективности излучения спиральной структуры путем ее возбуждения в нескольких разнесенных точках.
Конические спиральные антенны удобно рассматривать, взяв за основу принцип локальной эквивалентности. Он основан на том, что отдельные участки спиральной структуры аппроксимируются цилиндрическими спиралями с диаметром цилиндра, равным среднему диаметру участка.
Интенсивность излучения волн типа Тп определяется при этом способом их возбуждения в данной структуре. При возбуждении конической спиральной структуры с вершины конуса, наиболее активной областью излучения является область, создающая осевое излучение в направлении, обратном направлению возбуждения. При возбуждении ее со стороны основания конуса возбуждаются волны более высоких порядков с ДН лепестковой формы.
Исследования показали, что ограничение "активной зоны" конических спиралей сверху и снизу приводит к сильной модуляции формы ДН, что в ряде практических случаев может оказаться полезным. Заметное влияние на форму ДН оказывает конусность и угол намотки спирали. Для меньших углов намотки граница "активной зоны" расположена дальше от вершины спирали, при увеличении их эта граница смещается к вершине, при этом допустимый диаметр нижнего основания уменьшается, что приводит к уширению основного лепестка ДН для режима осевого излучения и отклонению максимума ДН к основанию антенны.
Используя степени свободы, заложенные в структурах спиралей, можно эффективно управлять формой ДН и другими характеристиками излучения. Так, применение импедансного провода в качестве токоносителя структуры, а также диэлектрических насадок, закрывающих часть поверхности спирали, возбуждением спирали в нескольких точках удалось достичь эффективного увеличения "активной зоны" структуры и таким образом повысить эффективный коэффициент использования поверхности спиральных структур. Результаты этих исследований показали, что активную зону спирали практически удается расширить для заданного типа поверхностной волны на всю поверхность антенны, сведя к минимуму искажения за счет возбуждения волн нежелательных типов [17].
Проведен большой объем исследований различных схем возбуждения спиралей (аксиального, периферийного) с согласующими трансформаторами, влияющими на ДН. Разработан ряд практических рекомендаций по симметрированию картины токораспределения в районе узла возбуждения, что обеспечивает необходимую развязку, исключающую искажение формы ДН. Из разработанных способов модификации спиральных антенн можно выделить следующие: - модуляция геометрических параметров спирали; введение в структуру дополнительных конструкционных элементов; - комбинирование нескольких излучателей в одной конструкции; - применение отражающих и экранирующих структур. Результирующие характеристики излучения модифицированных спиральных структур образуются за счет 2-х парциальных составляющих : - характеристики собственно спиралей в свободном пространстве и - добавки, приобретенной за счет реакции и взаимной связи спирали с элементами носителя. Выбирая геометрию «активной части» носителя и способ размещения на нем собственно антенны, можно добиться существенного перераспределения излучения в пространстве [15].
Конструкционный синтез модифицированных спиральных излучателей
Существенное значение имеют колебания СА на спуске и отклонение оси СА от местной вертикали после посадки. Поскольку эти параметры носят случайный характер, либо подчиняются определенным законам распределения, то решение задачи обеспечения максимальной длительности сеансов связи является достаточно сложным. Для прогнозирования сеансов связи (Венера-11 и далее) автором был использован метод статистического моделирования баллистического профиля спуска, по результатам которого определяется длительность сеансов связи по автономной линии СА-ОА или СА-ПА. Разработана программа обеспечения связи, предусматривающая оптимизацию всех параметров, входящих в уравнение связи.
Серьезной проблемой при построении АС СА является обеспечение линии связи в условиях, критичных с точки зрения возможности коронообразования на участках спуска в плотные слои атмосферы с большими перепадами давления, а также на поверхности в условиях пылевых бурь и др., что характерно для венерианских и марсианских СА.
В НПО им.С.А.Лавочкина создан ряд специальных радиопрозрачных вакуумных камер, позволяющих имитировать условия работы СА, что дало возможность обнаружить ряд важных эффектов, использованных в дальнейшем при проектировании АС СА.
Выявлены области коронообразования для штыревых антенн и перемещение этой области вдоль вибратора. Геометрия плазменного облака, его локализация оказывают влияние на электродинамический профиль эквивалентной излучающей системы «антенна-корпус СА». Изучение физики этих процессов позволило оптимальным образом выбрать рабочий диапазон частот для связи с СА. В соответствии с этим была разработана антенная система аэростатного зонда по совместному, советско-французскому проекту. Для разработки нового поколения антенных систем, устанавливаемых на борту АКС, СА и ВА необходимо проведение комплекса испытаний характеристик антенн, обеспечивающих их безотказную работу в условиях космоса. Эти испытания должны проводиться как для отдельных узлов, модулей, фрагментов АФС, так и на уровне всей системы АКС. Подобные испытания проводились как на моделях, так и на полномасштабных объектах с учетом динамических процессов, плазмообразования, коронообразования и других явлений, возникающих в реальных условиях. Зачастую заключительным этапом испытаний являлись натурные испытания, подтверждающие все стороны разработки: теорию, технологию и конструкцию. На первоначальных этапах экспериментальных работ измерение характеристик направленности антенн проводилось на фрагментах АКС, учитывающих «активную зону» с целью уменьшения временных и стоимостных затрат. Максимальное приближение условий испытаний к натурным потребовало создания специальных испытательных стендов развития методов измерения характеристик. Экспериментальная отработка синтезируемых характеристик в наземных условиях проводилась выбором места установки антенны на корпусе, активной зоны формирования, материала. При отработке АС АКС на испытательных стендах важным является исключение влияния возникающих дополнительных локальных отражений [30]. Развит частотно селективный метод измерения характеристик антенн, позволяющий выявить фазовые центры измеряемых активных зон и локальных переотражений. Для обеспечения максимальной достоверности характеристик разрабатываемых АС и их аттестации потребовался большой объем измерений и испытаний. Разработаны ряд стендов и методик испытаний бортовой аппаратуры АКС [30, 45, 46]. Антенный полигон (площадка №14 под г.Волоколамском Московской области), расположенный на площади 5,0 гектаров, содержит стенд-манипулятор СУ-36, позволяющий исследовать пространственные ДН слабонаправленных антенных систем в составе полномасштабного АКС. Имеется несколько пространственных измерительных линий для исследования ДН остронаправленных систем, в том числе и по внеземным источникам излучения [47]. В НПО им. С.А.Лавочкина создан комплекс безэховых камер. Большая камера (БЭК-1) размером 30x30x60 метров имеет в своем составе стенд-манипулятор для исследования характеристик антенн в составе АКС, а также для проведения измерений ЭМС бортовых систем. Кроме того, в БЭК-1 имеется пространственная линия для исследований остронаправленных антенн. Две малые камеры размерами 7x7x18 и 7x7x24 метра оборудованы стендами для исследований отдельных излучателей, СВЧ трактов и проведения испытаний в вакуумных камерах, связанных с оценкой коронообразования на антеннах. Разработаны методы измерения паразитных отражений от измерительного оборудования и окружающих предметов с использованием дискретных частот в широкой полосе и методы временно-импульсных измерений. Антенные системы, работающие в условиях космической среды и солнечной радиации, проверялись в специально разработанных камерах, одновременно имитирующих вакуум, солнечную радиацию и газовый состав среды. Подобные стенды позволили создать конструкции антенн для запуска АКС СО спускаемыми аппаратами в атмосферу и на поверхность Марса, Венеры. Для измерения характеристик антенн АКС с учетом вакуума, коронообразования, солнечной радиации и нагрева созданы специальные измерительные установки (Волоколамский р-он, Кацивели в Крыму, АН Узбекистана) [42, 56, 57, 82]. Показатель надежности АФС - вероятность безотказной работы за время активного существования станции. Для установления надежности разработанных элементов АФС предложено после цикла наземных испытаний проводить свой первый полет на АКС в качестве дублирующего элемента. В рамках конверсионных программ использован опыт создания измерительных комплексов для построения наземных станций спутниковой связи типа VSAT и автоматизированного мобильного радиоинтерферометрического комплекса контроля параметров орбит спутника «Купон».
