CN108438257A - 一种应用于立方体卫星的微型太阳敏感器 - Google Patents

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査杨生
钱鹏俊
李剑锋
陆正亮
张翔
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Nanjing University of Science and Technology
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B64G1/36—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control using sensors, e.g. sun-sensors, horizon sensors
    • B64G1/363—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control using sensors, e.g. sun-sensors, horizon sensors using sun sensors

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种应用于立方体卫星的微型太阳敏感器，包括遮光罩、硅光电池片、后盖；其中遮光罩和后盖固定连接且内部形成盛装硅光电池片的储存空间；后盖固定于卫星本体上；遮光罩表面设有方形通光孔；硅光电池片设置于储存空间内，且包括若干相同的感光电池片、印制板基座、连接器，感光电池片呈方形且若干感光电池片呈矩阵式排列并安装于印制板基座上表面，连接器安装于印制板基座下表面且连接器输出端与外部计算终端连接。

Description

一种应用于立方体卫星的微型太阳敏感器
技术领域
本发明涉及一种立方星姿控分系统，特别是一种应用于立方体卫星的微型太阳敏感器。
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。我国的微纳卫星事业一直受到各方的重点关注和支持，近年来发展迅速，目前主要探索其在通信、遥感、地质勘探、环境监测、气象服务等领域的应用。立方体卫星属于微纳卫星的一种，发达国家都十分重视微小型技术在此领域的应用并制定了相应的发展规划。
姿态确定与控制系统(ADCS)是其中一个重要的分系统，它与卫星所能实现的功能密切相关，姿控系统的精度与可靠性是保障卫星实现相关应用的基础条件。姿控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。
卫星姿态确定系统中由于磁强计定姿精度有限，加上不适宜较高轨道卫星，应用范围受到限制。而星敏感器、红外地球敏感器结构复杂、成本高。太阳敏感器是航天任务中的一种常用光电姿态传感器，可提供太阳矢量与航天器上特定轴线间的角度反馈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于立方体卫星的微型太阳敏感器，包括遮光罩、硅光电池片、后盖；其中遮光罩和后盖固定连接且内部形成盛装硅光电池片的储存空间；后盖固定于卫星本体上；遮光罩表面设有方形通光孔；硅光电池片设置于储存空间内，且包括若干相同的感光电池片、印制板基座、连接器，感光电池片呈方形且若干感光电池片呈矩阵式排列并安装于印制板基座上表面，连接器安装于印制板基座下表面且连接器输出端与外部计算终端连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明所占空间小、体积小；(2)本发明质量小，远低于同类型产品的质量；(3)本发明在同类型产品中测量精度较高；(4)本发明研制成本低，研制周期短，具有商业化、产品化应用前景。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
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是硅光电池片的正面示意图。
图5是硅光电池片的背面示意图。
图6是后盖内面示意图。
图7是后盖示意图。
具体实施方式
结合图1，一种应用于立方体卫星的微型太阳敏感器，包括遮光罩1、硅光电池片2、后盖3。遮光罩1与后盖3通过遮光罩1上的螺纹孔103用4个固定螺钉4连接起来且内部形成盛装硅光电池片2的储存空间；后盖3固定于卫星本体上；遮光罩1表面设有方形通光孔101；硅光电池片2设置于储存空间内，且包括若干相同的感光电池片201、印制板基座202、连接器204，感光电池片201呈方形且若干感光电池片201呈矩阵式排列并安装于印制板基座202上表面，连接器204安装于印制板基座202下表面且连接器204输出端与外部计算终端连接。
结合图2，遮光罩1还包括螺纹孔102、螺纹孔103、定位台阶104。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。螺纹孔102位于遮光罩1的背面，保障遮光罩1与硅光电池片2的稳固连接。螺纹孔103位于遮光罩1的背面，保障遮光罩1与后盖3的稳固连接。定位台阶104用于控制硅光电池片2与通光孔101的距离，并且提供螺纹安装位置。
通光孔101采用三级阶梯设计，能够方便进行加工。是因为方形孔在加工时应当厚度尽量小，一般采用倒角的方式，但是这种方式加工不方便，方形孔边缘比较毛糙。而采用阶梯的方式进行加工，最外一层方形孔尺寸最大，往里尺寸减小至所需尺寸大小，这样可以最里一层的厚度可以控制的很薄。
结合图3，遮光罩1的内表面设置若干凸起的定位台阶104，定位台阶104用于控制硅光电池片2与通光孔101的距离，并且提供螺纹安装位置，印制板基座202固定于定位台阶104上。硅光电池片2与通光孔101的距离是决定了视场角范围。
结合图4、图5，感光电池片201设置4个，相邻的电池片的对应边对齐，相邻的电池片之间允许有很小的缝隙，会在实验过程中分析这个缝隙的影响，很小是可以忽略的。硅光电池片2上设置安装孔203。感光电池片201用于接收光信号，形成电流。印制板基座202用于感光电池片201的安装，并将电流采集传送出去。安装孔203用于硅光电池片2与遮光罩1的固定连接。连接器204用于将数据传输至CPU。
结合图6、图7，所述后盖3包括安装孔301、安装孔302、后面出线孔303、侧面出线孔304。安装孔301用于太阳敏感器与卫星本体的固定连接。安装孔302用于后盖3与遮光罩1的固定连接。设计了两种线缆送出方式，后面出线孔303用于连接器从后面送出线缆，侧面出线孔304用于连接器从侧面送出线缆，根据具体安装需求可选择任意一种方式。
遮光罩1、后盖3采用轻质铝合金材料制作并进行黑色阳极化、喷砂处理。

Claims (6)

1.一种应用于立方体卫星的微型太阳敏感器，其特征在于，包括遮光罩(1)、硅光电池片(2)、后盖(3)；其中
遮光罩(1)和后盖(3)固定连接且内部形成盛装硅光电池片(2)的储存空间；
后盖(3)固定于卫星本体上；
遮光罩(1)表面设有方形通光孔(101)；
硅光电池片(2)设置于储存空间内，且包括若干相同的感光电池片(201)、印制板基座(202)、连接器(204)，
感光电池片(201)呈方形且若干感光电池片(201)呈矩阵式排列并安装于印制板基座(202)上表面，
连接器(204)安装于印制板基座(202)下表面且连接器(204)输出端与外部计算终端连接。
2.根据权利要求1所述的微型太阳敏感器，其特征在于，遮光罩(1)的内表面设置若干凸起的定位台阶(104)，印制板基座(202)固定于定位台阶(104)上。
3.根据权利要求1所述的微型太阳敏感器，其特征在于，感光电池片(201)设置4个。
4.根据权利要求1所述的微型太阳敏感器，其特征在于，后盖(3)上设置后面出线孔(303)、侧面出线孔(304)；
后面出线孔(303)用于连接器从后面送出线缆，
侧面出线孔(304)用于连接器从侧面送出线缆。
5.根据权利要求1所述的微型太阳敏感器，其特征在于，方形通光孔(101)采用三级阶梯设计。
6.根据权利要求1所述的微型太阳敏感器，其特征在于，遮光罩(1)、后盖(3)采用轻质铝合金材料制作并进行黑色阳极化、喷砂处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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