Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

7.4
Direct Radiating Array Antennas
There have been a few instances in the past where direct radiating antenna structures
were used instead of reflector-based structures. In a direct radiating array, there
is typically a large quantity of individual antenna elements that transmit and/or
receive in the direction of the earth. There is nothing to block their view, other
than possibly part of the rest of the spacecraft structure (something which is almost
always avoided in the layout design). Like the feed horn array of a shaped beam
reflector antenna, the power and phase of the same signal is applied to multiple
elements.
The elements in a direct radiating array can take the form of a feed horn;
combining several such feed horns would allow their individual gains to construc-
tively add. Much lower gain elements like slots in sheet of metal or dipoles have
been used in the past.
Boeing took an innovative approach in the Spaceway satellite, first launched
in 2005. In Figure 7.24, we see one string of horn elements being assembled in the
factory. The actual array is in the form of a circle, much like a reflector system.
In this case, each element has its own SSPA and the far-field pattern is developed
from appropriate combinations of amplitudes and phases of the elements.

---

256
Spacecraft Antennas
Figure 7.24
Boeing Space and Intelligence Systems technician builds part of the Spaceway phased-
array downlink antenna, which will be integrated into a Boeing 702 satellite. (
Source:
Boeing.)
References
[1]
Bever, M., et al., ‘‘Broadband Payloads for the Emerging Ka-Band Market,’’ TRW Space
and Electronics.
[2]
Silver, S., (ed.),
Microwave Antenna Theory and Design
, London: Peregrinus, 1984.
[3]
Ruze, J., ‘‘Antenna Tolerance Theory—A Review,
IEEE Proc
., Vol. 54, pp. 633–640,
April 1966.

---

C H A P T E R 8
Spacecraft Mission and Bus Subsystems
The spacecraft bus is the platform that supports the communications payload
during all phases of the mission, from launch, through injection into orbit, and
throughout its operating lifetime. That is as challenging a task as processing and
relaying the communications signals themselves and demands a thorough under-
standing of both the internal workings of the vehicle as well as its interaction
with the various environments that are encountered both inside and outside the
atmosphere. Across that spectrum of orbits and applications, the basic principles
of bus design are fairly consistent. It is now a matter of adjusting the bus require-
ments to fit the mission.