CN108336469B - 一种用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法，在遮光罩底端安装第一套测控天线和第二套测控天线的第一组测控天线，在遮光罩顶端安装第一套测控天线和第二套测控天线的第二组测控天线；卫星发射后使用两套测控天线的第一组测控天线通讯，遮光罩展开后切换为两套测控天线的第二组测控天线通讯。利用测控天线的二次展开及在轨切换技术，在卫星上首次提出配置两组测控天线分时段进行卫星测控的策略，解决了高轨遥感卫星因遮光罩在轨展开而导致卫星测控天线受遮挡，无法进行星地测控的难题。

Description

一种用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法
技术领域
本发明涉及一种用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法，属于卫星设计技术领域。
背景技术
高轨卫星经历发射、起飞、转移轨道、准正常轨道、正常轨道等过程后，到达在轨定点位置。在整个过程中，测控天线是卫星与地面测控站的联系纽带，测控天线的可测控范围对星地测控起着重要的约束作用。高轨卫星一般靠一组测控天线完成全过程的测控任务，该组测控天线安装在卫星固定位置，从发射塔架上投入使用，直至卫星寿命末期。
高轨遥感卫星对地面安装相机和相机遮光罩，受限于火箭整流罩的高度，相机遮光罩在火箭整流罩内为压紧状态；星箭分离以后，遮光罩在轨展开、使用。受遮光罩在轨展开的影响，高轨遥感卫星测控天线存在受遮光罩遮挡，需在轨展开的特殊性，使用策略也将不同于以往高轨卫星。
本发明所涉及领域的现状：1)静止轨道通信卫星和导航卫星的测控天线安装在固定位置，且没有遮光罩，不存在测控天线在轨展开的问题。2)静止轨道通信卫星和导航卫星使用一组测控天线就可以完成全寿命周期的测控任务，不存在测控天线切换使用的问题。
如何解决遮光罩对测控天线的影响，是本领域亟待解决的技术问题，
发明内容
本发明的技术解决问题是：本发明结合高轨遥感卫星平台的特点，提出一种新的测控天线配置、使用和切换策略，解决了高轨遥感卫星因遮光罩在轨展开而导致卫星测控天线受遮挡，无法进行星地测控的难题。
本发明的技术解决方案是：
提供一种用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法，在遮光罩底端安装第一组测控天线，在遮光罩顶端安装第二组测控天线；卫星发射后使用第一组测控天线通讯，遮光罩展开后切换为第二组测控天线通讯。
提供另一种用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法，在遮光罩底端安装第一套测控天线和第二套测控天线的第一组测控天线，在遮光罩顶端安装第一套测控天线和第二套测控天线的第二组测控天线；卫星发射后使用两套测控天线的第一组测控天线通讯，遮光罩展开后切换为两套测控天线的第二组测控天线通讯。
优选的，两套测控天线结构相同，互为备份。
优选的，当遮光罩完全展开后，第一套测控天线切换完成后，再执行第二套测控天线的切换。
优选的，第一组测控天线和第二组测控天线，结构相同，均为四臂螺旋天线。
优选的，第二组测控天线的高频电缆沿遮光板展开后的外表面布线，在遮光板展开后部分与遮光罩固定部分弯折后延遮光罩固定部分向下进入卫星星体内部。
优选的，弯折部分留有1～1.2m长的电缆余量。
优选的，裸露在卫星星体外部的电缆除弯折部分外均设置热防护层，弯折部分设置控温热敏电阻，当弯折部分的温度低于电缆使用温度时，控温热敏电阻进行加热，当弯折部分的温度达到电缆使用温度上限时，停止控温热敏电阻进行加热。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)本发明提出了一种高轨遥感卫星分时段使用两组测控天线的策略，与现有技术相比，适应高轨遥感卫星遮光罩在轨展开的任务特点。
(2)本发明设计两组测控天线，第二组测控天线的二次展开及在轨切换技术，与现有技术相比，解决了高轨遥感卫星测控覆盖区受到遮挡，无法进行星地测控的难题。
(3)本发明通过两套测控天线分时切换，保证了切换过程中不丢失数据。
(4)本发明在第二组测控天线的电缆弯折部分采用控温热敏电阻进行了温度控制，一方面避免热防护层造成电缆无法弯折，另一方面降低环境温度对电缆使用的影响，提高了电缆的使用寿命和传输效率。
附图说明
图1为本发明遮光罩展开前测控天线位置示意图；
图2为本发明遮光罩展开后测控天线位置示意图；
图3为本发明电缆走向示意图。
具体实施方式
结合图1、2，按照测控过程1(卫星发射至遮光罩展开)和测控过程2(遮光罩展开后及在轨运行)，结合卫星各种工作模式、姿态变化，分析测控天线覆盖区的需求，确定测控天线的使用策略和安装位置。
在测控过程1(卫星发射至遮光罩展开)使用第一组测控天线进行卫星测控，该组测控天线安装在卫星固定位置，遮光罩底端。
在遮光罩展开前，第一组测控天线可以满足测控覆盖区的要求；遮光罩展开后，受遮光罩遮挡，该组测控天线的覆盖区大幅减小，仅可满足卫星部分使用要求，关闭第一组测控天线。
在测控过程2(遮光罩展开后及在轨运行)使用第二组测控天线进行卫星测控，该组测控天线安装在遮光罩顶端。
遮光罩展开前，第二组测控天线位于遮光罩和卫星星体之间，不可使用；遮光罩展开后，第二组测控天线以及连接电缆随之展开，该组测控天线覆盖区可以满足卫星使用要求。
在遮光罩和第二组测控天线均安全展开后，关闭第一组测控天线，打开第二组测控天线，两组测控天线的切换指令简单、可靠，由地面遥控或者卫星自主判断后完成。
为了保证切换过程中，不丢失信号，当遮光罩完全展开后，开启第二组测控天线，同时关闭第一组测控天线。高轨遥感卫星有两套完全相同互为备份的测控天线，每套包括两组测控天线，当遮光罩完全展开后，当第一套测控天线切换完成后，再执行第二套测控天线的切换。两组测控天线结构相同，选择质量轻、体积小的测控天线，避免造成遮光罩变形。两组测控天线分别设置，安装在不同的遮光板板片上，互不干扰。
切换通过地面发送遥控指令进行控制，切换与遥感卫星的双工器通讯的测控天线。
连接第二组测控天线传输信号的高频电缆如图3所示，沿遮光板展开后的外表面布线，在遮光板展开后的外表面与遮光罩固定部分弯折后延遮光罩固定部分向下进入卫星星体内部。在遮光罩未展开状态下进行安装，弯折部分留有1m长的电缆余量，保证遮光罩展开过程中不发生应力拉伸。同时裸露在卫星星体外部的电缆设置热防护层，弯折部分不设置热防护层，设置控温热敏电阻，当外部温度低于电缆使用温度时(例如为-100℃)，控温热敏电阻进行加热，以提高电缆弯折部分的温度，当弯折部分的温度达到电缆使用温度上限时(例如为100℃)，停止控温热敏电阻进行加热。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法，其特征在于：
在遮光罩底端安装第一组测控天线，在遮光罩顶端安装第二组测控天线；卫星发射后使用第一组测控天线通讯，遮光罩展开后切换为第二组测控天线通讯；
第一组测控天线和第二组测控天线，结构相同，均为四臂螺旋天线；
在遮光罩底端安装第一套测控天线和第二套测控天线的第一组测控天线，在遮光罩顶端安装第一套测控天线和第二套测控天线的第二组测控天线；卫星发射后使用两套测控天线的第一组测控天线通讯，遮光罩展开后切换为两套测控天线的第二组测控天线通讯；
两套测控天线结构相同，互为备份；
当遮光罩完全展开后，第一套测控天线切换完成后，再执行第二套测控天线的切换。
2.如权利要求1所述的用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法，其特征在于，第二组测控天线的高频电缆沿遮光板展开后的外表面布线，在遮光板展开后部分与遮光罩固定部分弯折后延遮光罩固定部分向下进入卫星星体内部。
3.如权利要求2所述的用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法，其特征在于，弯折部分留有1～1.2m长的电缆余量。
4.如权利要求3所述的用于高轨遥感卫星的测控天线设计方法，其特征在于，裸露在卫星星体外部的电缆除弯折部分外均设置热防护层，弯折部分设置控温热敏电阻，当弯折部分的温度低于电缆使用温度时，控温热敏电阻进行加热，当弯折部分的温度达到电缆使用温度上限时，停止控温热敏电阻进行加热。
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