本發(fā)明涉及衛(wèi)星設(shè)計(jì)，尤其涉及一種適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，通信衛(wèi)星市場對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)服務(wù)能力提出了越來越高的要求，地球同步軌道通信衛(wèi)星發(fā)展至今已得到廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)形式多為承力筒式或者桁架式，主要特征是具有大面積的太陽翼以提供充足的供電能力，具有大面積的南北面作為大量載荷設(shè)備的安裝面和散熱面，東西面和對(duì)地面用于安裝天線主載荷用于通信收發(fā)。

2、根據(jù)通信需求的不斷擴(kuò)大，大規(guī)模的高通量固定波束覆蓋、適應(yīng)機(jī)動(dòng)對(duì)象的點(diǎn)波束天線覆蓋以及星間、星地高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募す夤馔ㄐ?，越來越多的在星上開始應(yīng)用。

3、因此，適應(yīng)復(fù)雜天線載荷、激光光學(xué)載荷的衛(wèi)星構(gòu)型，是當(dāng)前衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)中亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，能夠優(yōu)化衛(wèi)星空間布局，改善光學(xué)頭部載荷在軌電性能，提升光學(xué)載荷在軌的力學(xué)穩(wěn)定性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，包括載荷艙主體、多幅點(diǎn)波束反射面天線、至少一光學(xué)頭部載荷、測控天線塔、至少一對(duì)矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與電推力器組合體以及一對(duì)太陽翼，所述載荷艙主體包括分布在四個(gè)方位的載荷艙東板、載荷艙西板、載荷艙南板以及載荷艙北板，所述載荷艙主體的頂部為對(duì)地面艙板，所述對(duì)地面艙板上表面局部向外延伸形成至少一擴(kuò)展區(qū)域，所述至少一光學(xué)頭部載荷分別通過架高支架安裝在對(duì)應(yīng)的所述擴(kuò)展區(qū)域上，所述擴(kuò)展區(qū)域的下方設(shè)有與所述載荷艙主體連接的斜支撐結(jié)構(gòu)，所述斜支撐結(jié)構(gòu)連接并支撐著所述擴(kuò)展區(qū)域；所述測控天線塔安裝于所述對(duì)地面艙板的中間位置，所述多幅點(diǎn)波束反射面天線安裝于對(duì)所述地面艙板上并分布在所述測控天線塔四周，所述一對(duì)太陽翼分別安裝于所述斜支撐結(jié)構(gòu)下方的所述載荷艙南板和所述載荷艙北板，至少一對(duì)所述矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與電推力器組合體安裝于所述一對(duì)太陽翼下方。

3、進(jìn)一步的，包括有第一擴(kuò)展區(qū)域和第二擴(kuò)展區(qū)域，所述第一擴(kuò)展區(qū)域和所述第二擴(kuò)展區(qū)域分別位于所述對(duì)地面艙板西側(cè)向南北延伸的方位上。

4、進(jìn)一步的，所述測控天線塔上安裝著遙測天線、遙控天線以及點(diǎn)波束天線的饋源喇叭，所述測控天線塔周圍的所述對(duì)地面艙板上安裝著點(diǎn)波束反射面天線，所述點(diǎn)波束反射面天線的反射面與所述饋源喇叭共同形成n副偏饋形式的第一點(diǎn)波束天線，所述對(duì)地面艙板上還安裝著m副正饋形式的第二點(diǎn)波束天線；其中，m、n均為大于或等于1的正整數(shù)。

5、進(jìn)一步的，所述第一點(diǎn)波束天線的反射面、所述測控天線塔以及所述第一點(diǎn)波束天線的反射面和所述測控天線塔在所述對(duì)地面艙板上的安裝區(qū)域的表面均采用硅氧烷膜多層隔熱組件材料。

6、進(jìn)一步的，所述載荷艙東板和所述載荷艙西板上分別安裝著一套雙重疊天線，所述雙重疊天線對(duì)應(yīng)的天線饋源通過饋源支撐結(jié)構(gòu)分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板靠近于所述對(duì)地面艙板的位置上，所述雙重疊天線對(duì)應(yīng)的天線指向機(jī)構(gòu)分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板遠(yuǎn)離于所述對(duì)地面艙板的位置上，所述雙重疊天線對(duì)應(yīng)的天線主反射面及鎖緊釋放裝置分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板的中間位置。

7、進(jìn)一步的，所述第一擴(kuò)展區(qū)域和所述第二擴(kuò)展區(qū)域下方分別連接著第一斜支撐結(jié)構(gòu)和第二斜支撐結(jié)構(gòu)，所述第一斜支撐結(jié)構(gòu)和所述第二斜支撐結(jié)構(gòu)下方對(duì)應(yīng)的載荷艙板上安裝著所述一對(duì)太陽翼。

8、進(jìn)一步的，所述太陽翼下方對(duì)應(yīng)的載荷艙板上安裝著離子推力器和用于在軌角度調(diào)整的電推進(jìn)矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

9、進(jìn)一步的，每一所述斜支撐結(jié)構(gòu)由兩個(gè)三角斜支撐板和一封堵板構(gòu)成，兩個(gè)所述三角斜支撐板分別安裝于所述封堵板兩側(cè)，且所述三角斜支撐板和所述封堵板構(gòu)成的上表面與對(duì)應(yīng)的所述擴(kuò)展區(qū)域連接；所述封堵板上還設(shè)有電纜穿艙孔。

10、本發(fā)明提供的適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)通過對(duì)地面進(jìn)行空間上的拓展，實(shí)現(xiàn)了天線載荷和激光載荷對(duì)空間的最大化利用；通過在南北拓展區(qū)域布局光學(xué)載荷，并架高激光光學(xué)頭部載荷，光學(xué)載荷附件艙板及天線使用更高發(fā)射吸收比的硅氧烷膜多層隔熱組件材料，降低空間環(huán)境對(duì)光學(xué)載荷的熱輻射影響，改善光學(xué)頭部載荷在軌電性能；通過在對(duì)地面拓展部分下方設(shè)置斜支撐結(jié)構(gòu)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，改善光學(xué)頭部載荷在衛(wèi)星發(fā)射階段、在軌階段的力學(xué)響應(yīng)，提升光學(xué)載荷在軌的力學(xué)穩(wěn)定性；通過將東西天線各部件進(jìn)行合理區(qū)間布局，減少了天線饋源與艙內(nèi)設(shè)備的空間距離，降低了轉(zhuǎn)發(fā)器輸入鏈路、輸出鏈路的空間損耗，改善有效載荷電性能；通過合理利用南北側(cè)空間，進(jìn)行太陽翼和電推進(jìn)離子推力器、矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化布局，提升衛(wèi)星在軌使用效率；實(shí)現(xiàn)了基于現(xiàn)有成熟衛(wèi)星平臺(tái)狀態(tài)，在化電混合推進(jìn)形式下，最多數(shù)量反射面天線的應(yīng)用，并保證了激光載荷的在軌應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括載荷艙主體、多幅點(diǎn)波束反射面天線、至少一光學(xué)頭部載荷、測控天線塔、至少一對(duì)矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與電推力器組合體以及一對(duì)太陽翼，所述載荷艙主體包括分布在四個(gè)方位的載荷艙東板、載荷艙西板、載荷艙南板以及載荷艙北板，所述載荷艙主體的頂部為對(duì)地面艙板，所述對(duì)地面艙板上表面局部向外延伸形成至少一擴(kuò)展區(qū)域，所述至少一光學(xué)頭部載荷分別通過架高支架安裝在對(duì)應(yīng)的所述擴(kuò)展區(qū)域上，所述擴(kuò)展區(qū)域的下方設(shè)有與所述載荷艙主體連接的斜支撐結(jié)構(gòu)，所述斜支撐結(jié)構(gòu)連接并支撐著所述擴(kuò)展區(qū)域；所述測控天線塔安裝于所述對(duì)地面艙板的中間位置，所述多幅點(diǎn)波束反射面天線安裝于對(duì)所述地面艙板上并分布在所述測控天線塔四周，所述一對(duì)太陽翼分別安裝于所述斜支撐結(jié)構(gòu)下方的所述載荷艙南板和所述載荷艙北板，至少一對(duì)所述矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與電推力器組合體安裝于所述一對(duì)太陽翼下方。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括有第一擴(kuò)展區(qū)域和第二擴(kuò)展區(qū)域，所述第一擴(kuò)展區(qū)域和所述第二擴(kuò)展區(qū)域分別位于所述對(duì)地面艙板西側(cè)向南北延伸的方位上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述測控天線塔上安裝著遙測天線、遙控天線以及點(diǎn)波束天線的饋源喇叭，所述測控天線塔周圍的所述對(duì)地面艙板上安裝著點(diǎn)波束反射面天線，所述點(diǎn)波束反射面天線的反射面與所述饋源喇叭共同形成n副偏饋形式的第一點(diǎn)波束天線，所述對(duì)地面艙板上還安裝著m副正饋形式的第二點(diǎn)波束天線；其中，m、n均為大于或等于1的正整數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一點(diǎn)波束天線的反射面、所述測控天線塔以及所述第一點(diǎn)波束天線的反射面和所述測控天線塔在所述對(duì)地面艙板上的安裝區(qū)域的表面均采用硅氧烷膜多層隔熱組件材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述載荷艙東板和所述載荷艙西板上分別安裝著一套雙重疊天線，所述雙重疊天線對(duì)應(yīng)的天線饋源通過饋源支撐結(jié)構(gòu)分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板靠近于所述對(duì)地面艙板的位置上，所述雙重疊天線對(duì)應(yīng)的天線指向機(jī)構(gòu)分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板遠(yuǎn)離于所述對(duì)地面艙板的位置上，所述雙重疊天線對(duì)應(yīng)的天線主反射面及鎖緊釋放裝置分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板的中間位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一擴(kuò)展區(qū)域和所述第二擴(kuò)展區(qū)域下方分別連接著第一斜支撐結(jié)構(gòu)和第二斜支撐結(jié)構(gòu)，所述第一斜支撐結(jié)構(gòu)和所述第二斜支撐結(jié)構(gòu)下方對(duì)應(yīng)的載荷艙板上安裝著所述一對(duì)太陽翼。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述太陽翼下方對(duì)應(yīng)的載荷艙板上安裝著離子推力器和用于在軌角度調(diào)整的電推進(jìn)矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一所述斜支撐結(jié)構(gòu)由兩個(gè)三角斜支撐板和一封堵板構(gòu)成，兩個(gè)所述三角斜支撐板分別安裝于所述封堵板兩側(cè)，且所述三角斜支撐板和所述封堵板構(gòu)成的上表面與對(duì)應(yīng)的所述擴(kuò)展區(qū)域連接；所述封堵板上還設(shè)有電纜穿艙孔。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種適應(yīng)復(fù)雜天線載荷的化電混合推進(jìn)衛(wèi)星布局結(jié)構(gòu)，包括載荷艙主體、多幅點(diǎn)波束反射面天線、至少一光學(xué)頭部載荷、測控天線塔至少一對(duì)矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與電推力器組合體以及一對(duì)太陽翼，載荷艙主體的頂部為對(duì)地面艙板，對(duì)地面艙板上表面局部向外延伸形成至少一擴(kuò)展區(qū)域，至少一光學(xué)頭部載荷分別通過架高支架安裝在對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展區(qū)域上，擴(kuò)展區(qū)域的下方設(shè)有與載荷艙主體連接的斜支撐結(jié)構(gòu)，斜支撐結(jié)構(gòu)連接并支撐著擴(kuò)展區(qū)域；測控天線塔安裝于對(duì)地面艙板的中間位置，多幅點(diǎn)波束反射面天線、矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與電推力器組合體以及太陽翼進(jìn)行布局優(yōu)化。如此，本發(fā)明能夠優(yōu)化衛(wèi)星空間布局，改善光學(xué)頭部載荷在軌電性能，提升光學(xué)載荷在軌的力學(xué)穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：陶成,張磊,單穎蕾,吳瑞蘭,郭琳,劉輝,陳明章
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國空間技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21