1.电气方案选择
根据上述覆盖区和技术要求，对于Ku频段XPD指标要求高的天线，优先考虑采用长焦单反射面或双反射面天线，能够得到较好的XPD性能和良好的赋形效果；对于C频段天线，由于频段较低，优先考虑采用单反天线（双反天线的副反射器口径较大不利于布局）；Ka频段收发工作频率差距较大，天线要求高增益，为了实现良好的天线性能，保证波束覆盖的一致性，降低部件设计难度，设计为单收、单发天线，分别通过三组独立的馈源实现固定点波束覆盖；导航功能将L频段和C频段分开，由于天线增益要求较低，采用简单的单元天线即可实现功能要求。
因此初步确定天线分系统包括7副天线，分别实现如下功能：两副Ku频段反射面天线，分别产生ECOWAS1波束和ECOWAS2波束；一副通信收发共用C频段天线，产生C波束覆盖；一副Ka频段发射偏馈抛物面天线，分别产生Nigerian Beam、European Beam、South African Beam三个点波束区域；一副Ka频段接收偏馈抛物面天线，分别产生Nigerian Beam、European Beam、South African Beam三个点波束区域；一副导航用L频段螺旋天线，波束覆盖全球；一副导航用C频段多模圆锥喇叭，波束覆盖北非和欧洲。
2.结构布局设计
电气方案初步选定后，可以开展天线系统结构布局工作，布局时应当考虑如下约束条件：
卫星平台条件：该通信卫星采用DFH-4三轴自稳定卫星平台，卫星能够提供的天线安装面为东、西舱板以及对地板；
运载约束条件：卫星采用CZ-3B火箭发射，整流罩内部净包络尺寸为φ3 650 mm；天线结构布局完成后应该不超出该包络范围；
卫星定点位置及坐标系：定点位置及卫星坐标系与天线指向及波束设计密切相关，在布局时应当予以考虑；
卫星平台一阶基本频率：为了避免各结构主体一阶基本频率与卫星主体发生共振现象，结构设计时应当尽量避免各天线组件结构一阶频率与星体基本频率发生耦合；
卫星遥测、遥控资源：为了保障天线分系统的功能和在轨状态监测，需要了解卫星能够提供的遥控、遥测资源；
卫星供、配电资源：天线系统的有源设备需要卫星平台提供电源，完成相应的功能，设计时应该了解卫星能够提供的电源资源，例如一次电源、二次电源、线包电源以及接口电路安全性设计等要求；
与平台产品的兼容性：布局时应当考虑避让星体上的其他设备，如地球敏感器、卫星起吊装置、10 N发动机及其羽流区、卫星燃料加注阀、辐射冷管头部、对地面测控天线等；同时天线产品部件之间不能产生结构干涉；
卫星研制技术流程：通过了解卫星总装技术流程，规划产品联试时完成功能性能测试所需的工装及工装与天线之间的接口；
在卫星平台上总装集成的可操作性：天线布局时应当考虑产品装星顺序、天线吊具与星体产品的兼容性、总装工作的可实现性和操作空间等；
天线间以及与星体间的散射影响分析：为了保证每副天线的射频性能，希望在天线视场范围内无遮挡物，星体上的结构体不会对天线性能造成影响，布局时尽量保证；
天线系统重量：在满足天线系统功能、性能的前提下，考虑优化设计和采用先进材料，尽量减小天线系统设计质量、提高平台搭载能力、延长卫星使用寿命。
3.天线系统设计
在上述工作的基础上，通过对方案进一步细化，最终形成如图11-42所示的天线系统方案：
1）一副3.0 m×2.2 m Ku频段可展开双反射面天线，收发馈源分开，安装在卫星西墙板上，简称西天线，产生ECOWAS1波束。
2）一副2.6 m×2.2 m Ku频段可展开双反射面天线，安装在卫星东墙板上，简称东天线，产生ECOWAS2波束。
3）一副通信用1.55 m C频段偏馈赋形抛物面天线，收发共用，简称C通信天线，安装在对地板上，天线的波束覆盖满足覆盖区要求。
4）一副0.7 m口径Ka频段偏馈标准抛物面天线，简称Ka发射天线，安装在对地板上，采用三个放置在反射面焦平面上的馈源馈电，分别产生Nigerian Beam、European Beam、South African Beam三个点波束区域。
5）一副0.65 m口径Ka频段偏馈标准抛物面天线，简称Ka接收天线，安装在对地板上，采用三个放置在反射面焦平面上的馈源馈电，分别产生Nigerian Beam、European Beam、South African Beam三个点波束区域。
图11-42 天线系统结构布局
1—东天线反射器组件；2—东天线锁紧/释放装置；3—东天线馈源；4—L导航天线；
5—对地面测控天线组件；6—Ka接收天线；7—C导航天线；8—西天线副反射器；
9—西天线反射器组件；10—C通信天线；11—Ka发射天线；
12—东天线副反射器；13—地球敏感器
6）一副导航用L频段背射螺旋天线，简称L导航天线，安装在对地板上，天线波束覆盖全球。(www.xing528.com)
7）一副导航用C频段多模圆锥喇叭天线，简称C导航天线，安装在对地板上，波束覆盖北非（包括尼日利亚）和欧洲。
8）对地面测控天线安装在C天线支撑塔顶部，满足卫星平台测控业务要求。
东、西天线分别为可展开天线，卫星发射时通过锁紧释放装置固定在卫星舱板上，实现与运载的兼容，如图11-43所示；卫星入轨后，锁紧释放装置解锁释放，在展开机构及其控制器作用下，将天线展开固定在工作位置，如图11-44所示。
图11-43 天线系统收拢状态
图11-44 天线系统展开状态（+z向）
经分析检查天线系统与运载整流罩兼容性，z向间隙为x、y、z向与整流罩有足够的安全间隙，如图11-45所示。
图11-45 天线系统与整流罩兼容检查
（a）x向；（b）y向；（c）z向
以C通信天线为例说明天线系统各部件之间无干涉，如图11-46所示。
图11-46 C通信天线与其他部件结构干涉检查
（a）与Ka接收天线间隙46.2 mm；（b）与东副反射器间隙23.1 mm；
（c）与西副反射器间隙6.3 mm；（d）与西副反支撑结构间隙27.5 mm
以东天线为例说明天线波束无遮挡，如图11-47所示。
图11-47 东天线波束遮挡检查
（a）东天线波束到对地面开口左侧间距76.9 mm；
（b）东天线波束到对地面开口右侧间距95.8 mm
4.电气性能分析结果
下面以西天线为例给出天线电气性能设计结果，如图11-48、图11-49所示。
图11-48 西天线下行增益、交叉极化等值线图（12.625 GHz）
图11-49 西天线上行增益、交叉极化等值线图（14.125 GHz）
经过详细设计，天线系统技术指标均可满足技术要求。
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