CN106908056A - 一种应用于双单元立方星的太阳敏感器 - Google Patents

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马海宁
查杨生
陆正亮
张翔
李�诚
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Abstract

本发明提供一种应用于双单元立方星的太阳敏感器，包括遮光罩、底座板、后盖、硅光电池片、陶瓷基座、PCB基板；底座板设置基板凹槽且上端面与遮光罩固定连接且下端面与后盖固定连接，遮光罩表面设置通光孔，该通光孔为方形且设置倒角，硅光电池片设置于陶瓷基座上，陶瓷基座通过引针焊接在PCB基板上，PCB基板设置于基板凹槽内。该太阳敏感期体积小、质量轻、精度高。

Description

一种应用于双单元立方星的太阳敏感器
技术领域
本发明涉及立方星姿控分系统技术，特别是涉及一种应用于双单元立方星的太阳敏感器。
背景技术
微纳卫星技术被视为21世纪国家技术与经济发展的制高点。发达国家都十分重视微小型技术在航天领域的应用并制定了相应的发展规划。而立方星属于微纳卫星的一种，具有质量轻、体积小、研制周期短、发射灵活、可编队组网等特点，因此立方星技术发展显著加速，利用立方星进行通信和对地遥测等成为可能。
姿控分系统是立方星非常重要的分系统，包括姿态确定部件如磁强计、太阳敏感器、星敏感器、陀螺等，姿态控制部件如动量轮、磁力矩器等。太阳敏感器通过测得太阳光线的入射角度，从而解算出卫星在空间中坐标位置信息，为卫星调整姿态以及变轨提供可靠数据支撑。
在现有的姿态确定技术中，陀螺仅是用来测量星体的旋转角速率和旋转角度信息。磁强计测量精度较低，并且空间电磁环境复杂，加上卫星本体的磁干扰，使得精度进一步下降。星敏感器精度最高，但由于其质量和体积相对较大，同时功耗较其它传感器也更高，在立方体卫星领域使用并不普遍。
本发明设计的太阳敏感器通过对结构、电路的精巧设计，解决了应用在双单元立方星的姿态确定传感器的体积、质量、精度问题，并且将处理电路置于太阳敏感器中，形成一个整体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于双单元立方星的太阳敏感器，该太阳敏感期体积小、质量轻、精度高。
一种应用于双单元立方星的太阳敏感器，包括遮光罩、底座板、后盖、硅光电池片、陶瓷基座、PCB基板；底座板设置基板凹槽且上端面与遮光罩固定连接且下端面与后盖固定连接，遮光罩表面设置通光孔，该通光孔为方形且设置倒角，硅光电池片设置于陶瓷基座上，陶瓷基座通过引针焊接在PCB基板上，PCB基板设置于基板凹槽内。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
(1)本发明所占空间小，体积小(50mm×36mm×13mm)；
(2)本发明质量小(35克)，满足立方星对于质量的要求；
(3)本发明研制成本低，研制周期短，具有商业应用前景。
下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。
附图说明
图1是一种应用于双单元立方星的太阳敏感器的装配结构示意图。
图2是遮光罩的正面示意图。
图3是遮光罩的背面示意图。
图4是后盖示意图。
图5是采集电路原理图。
图6是隔离保护电路原理图。
具体实施方式
一种应用于双单元立方星的太阳敏感器，包括遮光罩、底座板、硅光电池片、陶瓷基座、PCB基板、后盖、螺钉、螺母。太阳光线通过遮光罩小孔，在硅光电池片上形成光斑，导致输出电流的变化，通过陶瓷基座的引针，连接到PCB基板上。PCB基板上的处理电路通过对电流的计算处理，解算出太阳光线的入射角和方位角，从而给卫星在空间中确定自身的坐标位置提供数据支撑。通过太阳敏感器通过对结构、电路的精巧设计，解决了应用在双单元立方星的姿态确定传感器的体积、质量、精度问题，并且将处理电路置于太阳敏感器中，形成一个整体。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1到图4，一种应用于双单元立方星的太阳敏感器，包括遮光罩1、底座板2、后盖3、硅光电池片4、陶瓷基座5、PCB基板6、固定螺钉7。遮光罩1、底座板2、后盖3采用轻质铝合金材料并进行黑色阳极化处理。遮光罩1与底座板2通过遮光罩1上的定位台阶103连接起来。硅光电池片4焊贴在陶瓷基座5上，陶瓷基座5通过引针焊接在PCB基板6上。遮光罩1、底座板2、PCB基板6用4个固定螺钉7进行固定连接。底座板2、后盖3通过固定螺钉7连接。
所述遮光罩1包括通光孔101、螺纹孔102、定位台阶103。通光孔101控制太阳光线的入射量及形成的光斑大小。孔型采用方形设计，使得投影的光斑形状是方形，便于信号处理。通光孔101采用45度倒角设计，能够去除因遮光罩1厚度带来的误差，保障测量数据的准确。定位台阶103位于遮光罩1的背面，通过定位台阶103使得遮光罩1和底座板2的连接更加稳固。
所述底座板2，通过螺纹孔分别与PCB基板6、后盖3进行固定连接。
所述后盖3底部一侧采用开口设计，用于PCB基板6上的电连接器603引出。
所述PCB基板6上集成了信号采集和处理电路。
结合图5，通过采样电阻把电池片的输出电流转换为电压，采样电阻入口处并联去耦电容，并具有多个监测输入端，确保采样数据的精度。
结合图6，通过隔离保护电路，防止倒灌电流对采集电路的影响，进一步提高数据的准确性。

Claims (4)

1.一种应用于双单元立方星的太阳敏感器，其特征在于，包括遮光罩(1)、底座板(2)、后盖(3)、硅光电池片(4)、陶瓷基座(5)、PCB基板(6)；
底座板(2)设置基板凹槽且上端面与遮光罩固定连接且下端面与后盖固定连接，
遮光罩(1)表面设置通光孔(101)，该通光孔(101)为方形且设置倒角，
硅光电池片(4)设置于陶瓷基座(5)上，
陶瓷基座(5)通过引针焊接在PCB基板(6)上，
PCB基板(6)设置于基板凹槽内。
2.根据权利要求1所述的太阳敏感器，其特征在于，通光孔(101)倒角为45°。
3.根据权利要求1所述的太阳敏感期，其特征在于，遮光罩(1)底面沿周向设置定位台阶(103)，底座板(2)上底面设置与定位台阶(103)匹配的定位凹槽。
4.根据权利要求1所述的太阳敏感器，其特征在于，后盖(3)底部设置一开口，用于PCB基板(6)上的电连接器(603)引出。
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