CN109818156A - 装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种航空航天卫星技术领域的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，包括卫星平台、天线主反射面支撑框架、天线主反射面和准光系统，天线主反射面支撑框架安装在卫星平台的顶板上，天线主反射面分为天线主反射面固定面、天线主反射面左展开瓣和天线主反射面右展开瓣，天线副反展开臂装载天线大副反射面和天线小副反射面，天线小副反射面在天线副反展开臂上端，天线大副反射面在天线副反展开臂下端，天线副反展开臂的顶端压紧天线主反射面固定面背架上。本发明设计了天线主反射面支撑框架，把微波探测仪三反射面固面天线、准光系统安装在天线主反射面支撑框架上，满足载荷测试与卫星平台测试同步进行的要求，缩短了研制周期。

Description

装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型

技术领域

本发明涉及航空航天卫星技术领域，具体地，涉及一种装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型。

背景技术

随着我国航天技术的快速发展和国民经济水平的不断提高，由于地球静止轨道卫星可对同一区域进行连续观测，地面应用对地球静止轨道卫星需求越来越迫切。

静止轨道卫星装载毫米波与亚毫米波探测仪可以大大提高对同一地区观测的时间分辨率，对于迅变的灾善天气的观测具有明显优势：探测仪还具有全天时、全天候的观测能力，与可见光/红外探测仪器相互补充，可以极大地提高卫星的使用效率和卫星的业务能力，提高数值天气预报的准确性。毫米波与亚毫米波探测仪的研制难点在于如何获得探测应用所需的高地面分辨流，微波辐射计为了获得一定的空间分辨率，在增大接收天线口径时，还需要将工作频率提高到亚毫米波频段，这样才能满足数值天气预报所需要的空间分辨率要求。静止轨道毫米波与亚毫米波探测仪的最高工作频率达到了40GHz以上，包括不同频段的多个通道，系统采用多频共用天线实现多个频点信号的接收，同时为了获得足够高的地面分辨率以满足应用需求，系统需要采用4m口径的大反射面天线进行观测。

经对现有技术的检索，申请号为201510947443.6的中国发明专利公开了一种装载双反射面大型可展开天线的卫星构型，包括：卫星平台、载荷舱桁架、馈源阵、主反射面、副反射面、主反射面伸展臂、副反射面伸展臂；卫星平台为正六边形棱柱体，连接卫星平台的载荷舱桁架上设置有馈源阵、主反射面和副反射面；其中，馈源阵在轨状态为矩形截去四个角后形成的八边形，收拢状态时，馈源阵对折竖直安装在载荷舱桁架的侧面；收拢状态的副反射面竖直放置在卫星平台的上方，且位于馈源阵的一侧，以满足副反射面的安装空间；采用副反射面伸展臂一端与载荷舱桁架底部连接，另一端与副反射面连接，以保证副反射面在轨展开后与馈源阵的相对位置关系；将收拢状态的主反射面竖直放置，安装在卫星平台上方，且位于载荷舱桁架的另一侧、馈源阵的背面，以满足主反射面的安装空间，并采用主反射面伸展臂一端与载荷舱桁架顶部连接，另一端与主反射面连接，以保证主反射面在轨展开，并保证主反射面、副反射面以及馈源阵在轨展开后的相对位置关系。但该可展开天线采用网状形式，一方面，天线反射面需要复杂的结构机构实现大口径天线的高收纳比；另一方面，受网状天线结构形式约束，天线型面精度无法达到微米级，满足不了静止轨道毫米波、亚毫米波卫星天线的要求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，本发明的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型,解决了现有卫星构型无法满足三反射面固面天线的收拢展开和静止轨道卫星在轨环境要求的问题，同时解决了卫星平台和载荷总装实施复杂、试验和测试周期长的技术难题。

本发明涉及一种装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，包括卫星平台、天线主反射面支撑框架、天线主反射面，天线副反展开臂、天线大副反射面、天线小副反射面和准光系统，所述天线主反射面支撑桁架安装在卫星平台的顶板上，所述天线主反射面分为天线主反射面固定面、天线主反射面左展开瓣和天线主反射面右展开瓣，天线主反射面固定面通过天线主反射面固定面背架与天线主反射面支撑框架连接，天线主反射面左展开瓣和天线主反射面右展开瓣压紧在卫星平台的侧板上，入轨后展开到位，所述天线副反展开臂装载天线大副反射面和天线小副反射面，所述天线小副反射面在天线副反展开臂上端，天线大副反射面在天线副反展开臂下端，所述天线副反展开臂的顶端压紧天线主反射面固定面背架上。

优选地，所述天线副反展开臂下侧通过转动机构安装在卫星平台的中层板上，实现天线副反展开臂的收拢与展开。

优选地，所述准光系统通过钛合金耳片与天线主反射面固定面背架连接，嵌入到卫星平台中，降低准光系统在轨温度波动，实现连续高精度对地探测。

优选地，所述卫星平台上设有太阳帆板，所述太阳帆板在卫星发射时收拢在卫星平台的侧板上，卫星入轨后，太阳帆板通过火工品起爆解锁展开。

优选地，所述卫星平台采用横截面为正四边形的长方体，正四边形截面尺寸为2500mm×2500mm，平台高度为2085mm。

优选地，所述天线主反射面在轨展开口径达5m。

优选地，所述天线副反射面展开臂长度达7m。

优选地，所述天线副反射面展开臂采用碳纤维复合材料，降低天线副反射面展开臂7在轨热变形，提高天线副反射面的指向精度。

优选地，所述天线主反射面支撑框架上安装有对地数传天线。

优选地，所述卫星平台的侧板上安装星敏感器。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，基于微波探测仪三反射面固面天线和准光系统的探测要求，充分考虑了运载火箭的包络尺寸；

2、本发明的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，设计了天线主反射面支撑框架，把微波探测仪三反射面固面天线、准光系统安装在天线主反射面支撑框架上，满足载荷测试与卫星平台测试同步进行的要求，缩短了研制周期。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明静止轨道卫星的发射状态构型示意图；

图2为本发明静止轨道卫星的飞行状态构型示意图；

图3为线主反射面支撑框架结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

本实施例中，本发明的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型介绍如下：包括卫星平台、天线主反射面支撑框架、天线主反射面，天线副反展开臂、天线大副反射面、天线小副反射面和准光系统，所述天线主反射面支撑桁架安装在卫星平台的顶板上，所述天线主反射面分为天线主反射面固定面、天线主反射面左展开瓣和天线主反射面右展开瓣，天线主反射面固定面通过天线主反射面固定面背架与天线主反射面支撑框架连接，天线主反射面左展开瓣和天线主反射面右展开瓣压紧在卫星平台的侧板上，入轨后展开到位，所述天线副反展开臂装载天线大副反射面和天线小副反射面，所述天线小副反射面在天线副反展开臂上端，天线大副反射面在天线副反展开臂下端，所述天线副反展开臂的顶端压紧天线主反射面固定面背架上。

接下来对本发明进行详细的描述。

本发明的目的是提供一种装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，本发明的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型,解决了现有卫星构型无法满足三反射面固面天线的收拢展开和静止轨道卫星在轨环境要求的问题，同时解决了卫星平台和载荷总装实施复杂、试验和测试周期长的技术难题。

本发明针对地球静止轨道微波探测卫星，在满足运载火箭整流罩包络尺寸下，天线反射面采用三反射面固面形式，通过设计天线支撑桁架和副反射面展开臂保证三反射面固面天线反射面与卫星的连接。准光系统嵌入到卫星平台，降低了准光系统的温度波动，实现长时间高精度对地观测。本发明综合考虑了静止轨道卫星在轨特点，天线反射面与准光系统的相对位置关系，三反射面射面固面天线的收拢与展开、太阳帆板的设置和星外数传天线的布局等因素进行了卫星构型设计，满足静止轨道卫星对地物目标观测的遥感需求。

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种装载三反射面固面天线静止轨道卫星构型，包括卫星平台1、天线主反射面支撑框架2、主反射面固定面3，主反射面左展开瓣4，主反射面右展开瓣5，主反射面固定面背架6、天线副反展开臂7、天线大副反射面8、天线小副反射面9、准光系统10。

卫星平台1采用正四边形六面体，正四边形截面尺寸2500mm×2500mm，平台高度为2085mm。天线主反射面通过天线主反射面支撑桁架2安装在卫星平台1顶板上。

天线主反射面在轨展开口径达5m。为了满足运载火箭包络，天线主反射面由天线主反射面固定面3、天线主反射面左展开瓣4、天线主反射面右展开瓣5组成。天线主反射面左展开瓣4、天线主反射面右展开瓣5通过解锁分离装置压紧在卫星平台1左右侧侧板，待卫星入轨后按指令解锁展开。

天线副反射面展开臂7长度达7m，天线副反射面展开臂7下端通过转动机构安装在卫星中层板上，上端通过压紧收拢在天线主反射面固定面背架6上。天线大副反射面8布置在天线副反射面展开臂7下面，天线小副反射面9布置在天线副反射面展开臂上面。天线副反射面展开臂7采用碳纤维复合材料，降低天线副反射面展开臂7在轨热变形，提高天线副反射面的指向精度。

准光系统10嵌入卫星平台1，降低准光系统在轨温度波动，实现微波探测仪长时间连续高精度的对地观测；为保证天线反射面与准光系统10的相对位置关系，准光系统10采用钛合金耳片与天线主反射面固定面背架6连接，减少装调次数。

卫星平台1采用单翼太阳电池阵方案，太阳帆板11收拢在卫星侧板。卫星入轨后，按指令起爆火工锁后展开。

对地数传天线12安装在天线主反射面支撑桁架7上，三台星敏感器13布局在卫星平台1侧板。

本发明天线采用固面天线结构形式，收拢展开相对简单可靠，天线主反射面型面精度高，达到微米级，可满足静止轨道毫米波亚毫米波天线的要求。

综上所述，本发明的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，基于微波探测仪三反射面固面天线和准光系统的探测要求，充分考虑了运载火箭的包络尺寸；本发明的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，设计了天线主反射面支撑框架，把微波探测仪三反射面固面天线、准光系统安装在天线主反射面支撑框架上，满足载荷测试与卫星平台测试同步进行的要求，缩短了研制周期。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征在于，包括卫星平台、天线主反射面支撑框架、天线主反射面，天线副反展开臂、天线大副反射面、天线小副反射面和准光系统，所述天线主反射面支撑框架安装在卫星平台的顶板上，所述天线主反射面分为天线主反射面固定面、天线主反射面左展开瓣和天线主反射面右展开瓣，天线主反射面固定面通过天线主反射面固定面背架与天线主反射面支撑框架连接，天线主反射面左展开瓣和天线主反射面右展开瓣压紧在卫星平台的侧板上，所述天线副反展开臂装载天线大副反射面和天线小副反射面，所述天线小副反射面在天线副反展开臂上端，天线大副反射面在天线副反展开臂下端，所述天线副反展开臂的顶端压紧天线主反射面固定面背架上。

2.如权利要求1所述的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征是，所述天线副反展开臂下侧通过转动机构安装在卫星平台的中层板上，实现天线副反展开臂的收拢与展开。

3.如权利要求1所述的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征是，所述准光系统通过钛合金耳片与所述天线主反射面固定面背架连接，嵌入到卫星平台中。

4.如权利要求1所述的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征是，所述卫星平台上设有太阳帆板，所述太阳帆板在卫星发射时收拢在卫星平台的侧板上。

5.如权利要求1所述的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征是，所述卫星平台采用横截面为正四边形的长方体，正四边形截面尺寸为2500mm×2500mm，平台高度为2085mm。

6.如权利要求1所述的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征是，所述天线主反射面在轨展开口径为5m。

7.如权利要求1所述的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征是，所述天线副反射面展开臂长度为7m。

8.如权利要求1所述的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征是，所述天线副反射面展开臂采用碳纤维复合材料。

9.如权利要求1所述的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征是，所述天线主反射面支撑框架上安装有对地数传天线。

10.如权利要求1所述的装载三反射面固面天线的静止轨道卫星构型，其特征是，所述卫星平台的侧板上安装星敏感器。