中国空间科学技术 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (4): 72-81.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0060
王颖,董士伟*
WANG Ying,DONG Shiwei*
摘要: 星地微波无线能量传输是空间太阳能电站的关键环节之一,微波能量发射阵列完成直流到微波能量的转换、微波能量发射以及微波能量波束的指向控制。作为星上载荷设备,空间太阳能电站微波能量发射阵列对轻量化和高集成度有较高要求,针对应用需求开展了轻量化微波无线能量发射阵列样机设计研究,基于机电热一体化优化设计理念,将天线结构、热控、集成电路及电缆等关键组件进行集成化设计,形成了一个集支撑保护、热控、电磁性能、电源管理等多种功能于一体的综合结构体系。设计实现了空间微波无线能量传输发射阵列样机,并开展了试验验证。基于机电热一体化优化设计研制的样机口径尺寸为1m×1m,实测面密度为19.9kg/m2,发射功率密度874.9W/m2,波束指向精度0.102°。结果表明,在确保波束性能稳定的前提下,显著提升了微波能量发射阵列集成度,并大幅降低能量发射阵列面密度指标。样机的成功研制提高了微波无线能量发射阵列的技术成熟度,为微波无线能量传输星地在轨试验以及未来空间太阳能电站的建设提供了技术支撑。