CN110435937A - 一种基于用于箭载主电池的无线充电系统 - Google Patents

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Chongqing One Space Aerospace Technology Co Ltd
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Chongqing Zero One Space Technology Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于用于箭载主电池的无线充电系统，包括地面充电设备和箭上能量接收设备，所述地面充电设备包括发射阵列天线、能量转换装置和控制显示计算机，所述能量转换装置由整流模块、混频模块、滤波模块和功率放大模块依次电性连接构成，所述箭上系统包括接收天线、T/R转换组件和电能转换模块，所述T/R转换组件包括低频振荡器和信号放大器，所述电能转换模块包括整流器、变压器和稳压滤波电路。该系统降低了电缆的设计难度，降低了电缆的重量，使箭上主电池的安装位置更加灵活可调；解决了大型运载火箭在箭体起竖后，需要登上塔架对电池进行充电操作的问题，大幅降低了操作难度和流程的复杂程度。

Description

一种基于用于箭载主电池的无线充电系统
技术领域
本发明涉及无线充电领域，具体涉及一种基于用于箭载主电池的无线充电系统。
背景技术
由于火箭总装完成之后，需要对火箭上安装的各单机设备进行性能参数的测试，同时也要对火箭整体的连接后的指标及工作状态进行测试，而且给火箭各单机供电的主电池已经安装无法拆卸，因此需要额外的电缆在每次测试流程结束之后进行充电，大幅增加了电缆的设计难度和增加电缆的重量。而且一些较大型的运载火箭，在箭体起竖之后，仍需对火箭的整体状态进行测试，测试后，人员需携带设备，登上塔架对电池进行充电操作，大幅增加了操作难度和流程的复杂程度。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于用于箭载主电池的无线充电系统，解决箭体电池充电操作难度大的问题。
根据本申请实施例提供的技术方案，一种基于用于箭载主电池的无线充电系统，包括地面充电设备和箭上能量接收设备，所述地面充电设备包括发射阵列天线、能量转换装置和控制显示计算机，所述发射阵列天线放置在火箭附近，所述发射阵列天线通过高频电缆与所述能量转换装置连接，所述能量转换装置上连接有所述控制显示计算机，所述能量转换装置和控制显示计算机放置于火箭的测试阵地中，所述发射阵列天线上安装有自跟踪系统，所述能量转换装置由整流模块、混频模块、滤波模块和功率放大模块依次电性连接构成，所述整流模块、混频模块、滤波模块和功率放大模块上均连接有电源供电装置；
所述箭上系统包括接收天线、T/R转换组件和电能转换模块，所述接收天线安装在火箭的控制舱的舱段表面并与舱段表面共型，所述接收天线通过高频电缆与所述电能转换模块连接，所述电能转换模块安装在所述控制舱的内壁上，所述接收天线连接有所述T/R转换组件，所述T/R转换组件连接有所述电能转换模块，所述T/R转换组件包括低频振荡器和信号放大器，所述电能转换模块包括整流器、变压器和稳压滤波电路，所述T/R转换组件和电能转换模块上连接有箭上主电池，所述箭上主电池安装在火箭的控制舱中。
本发明中，所述发射阵列天线采用波瓣宽度较小，天线增益较大的天线种类。
本发明中，所述接收天线为微带贴片天线。
本发明中，所述能量转换装置和控制显示计算机放置于发射阵地的防爆厂房中。
综上所述，本申请的有益效果：该系统降低了电缆的设计难度，降低了电缆的重量，使箭上主电池的安装位置更加灵活可调；解决了大型运载火箭在箭体起竖后，需要登上塔架对电池进行充电操作的问题，大幅降低了操作难度和流程的复杂程度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中地面充电设备的组成框图；
图3为本发明中箭上能量接收装置的组成框图。
图中标号：发射阵列天线-1；能量转换装置-2；和控制显示计算机-3；自跟踪系统-4；电源供电装置-5；接收天线-6；电能转换模块-7；箭上主电池-8；控制舱-9；测试阵地-10。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1和图2，一种基于用于箭载主电池的无线充电系统，包括地面充电设备和箭上能量接收设备，所述地面充电设备包括发射阵列天线1、能量转换装置2和控制显示计算机3，所述发射阵列天线1放置在火箭附近，所述发射阵列天线1通过高频电缆与所述能量转换装置2连接，所述能量转换装置2上连接有所述控制显示计算机3，所述能量转换装置2和控制显示计算机3放置于火箭的测试阵地10中，所述发射阵列天线1上安装有自跟踪系统4，所述能量转换装置2由整流模块、混频模块、滤波模块和功率放大模块依次电性连接构成，所述整流模块、混频模块、滤波模块和功率放大模块上均连接有电源供电装置5；
所述箭上系统包括接收天线6、T/R转换组件和电能转换模块7，所述接收天线6安装在火箭的控制舱9的舱段表面并与舱段表面共型，所述接收天线6通过高频电缆与所述电能转换模块7连接，所述电能转换模块7安装在所述控制舱9的内壁上，所述接收天线6连接有所述T/R转换组件，所述T/R转换组件连接有所述电能转换模块7，所述T/R转换组件包括低频振荡器和信号放大器，所述电能转换模块7包括整流器、变压器和稳压滤波电路，所述T/R转换组件和电能转换模块7上连接有箭上主电池8，所述箭上主电池8安装在火箭的控制舱9中。所述发射阵列天线1采用波瓣宽度较小，天线增益较大的天线种类。所述接收天线6为微带贴片天线。所述能量转换装置2和控制显示计算机3放置于发射阵地的防爆厂房中。
实施例，为提高此无线充电系统的工作效率，发射阵列天线1应采用波瓣宽度较小，天线增益较大的天线种类，并添加自跟踪系统4，能够根据箭上设备反馈的信号对天线的朝向位置进行调整修正，以保证系统能够以最大的效率对箭上主电池8进行充电，同时减少对箭上其他设备的电磁干扰，防止损坏其他设备；
地面能量充电设备中的能量转换装置2和控制显示计算机3放置于火箭的测试阵地或者发射阵地防爆厂房中，便于测试人员在测试流程结束及时进行箭上充电操作，降低操作人员风险。发射阵列天线1将接收到的高频信号通过阵列天线辐射出去。发射阵列天线1放置于火箭附近为减少因电磁波传输距离增加所造成的能量损耗，用以提高能量传输效率，加快箭上电池的充电速度。
能量转换装置2由整流模块、混频模块，滤波模块，功率放大模块组成。先将设备连接的220V交流电转化为12V的直流电，对电流进行上变频处理，之后，经过滤波模块去除其他无用频率的高频信号以防对所需频带内的信号产生干扰，之后对信号进行功率放大，输入到发射阵列天线1部分，将能量辐射出去；
控制显示计算机3用来监视能量转换装置2的工作状态，确保装置工作正常；可以手动调整天线朝向，保证系统的工作效率。
箭上系统由接收天线6、T/R转换组件和电能转换模块7组成。接收天线6为微带贴片天线，具有易于与火箭壳体共型，体积小，质量轻等优点；
T/R转换组件用于将接收到的信息进项放大、相移、衰减操作。转换组件还包含低频振荡器和信号放大器，对信号进行下变频处理，输出到下一模块进行处理；
电能转换模块7包括整流器，变压器，稳压滤波电路等原件，将接收到的微波信号转化为直流电，实现对箭上主电池的充电操作；
火箭上的接收天线6将接收到的能量传递给电能转换模块7，电能转换模块7经内部电路将高频能量转化为低频信号，通过电缆给箭上主电池8充电。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理等方案的说明。同时，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (4)

1.一种基于用于箭载主电池的无线充电系统，包括地面充电设备和箭上能量接收设备，其特征是：所述地面充电设备包括发射阵列天线(1)、能量转换装置(2)和控制显示计算机(3)，所述发射阵列天线(1)放置在火箭附近，所述发射阵列天线(1)通过高频电缆与所述能量转换装置(2)连接，所述能量转换装置(2)上连接有所述控制显示计算机(3)，所述能量转换装置(2)和控制显示计算机(3)放置于火箭的测试阵地(10)中，所述发射阵列天线(1)上安装有自跟踪系统(4)，所述能量转换装置(2)由整流模块、混频模块、滤波模块和功率放大模块依次电性连接构成，所述整流模块、混频模块、滤波模块和功率放大模块上均连接有电源供电装置(5)；
所述箭上系统包括接收天线(6)、T/R转换组件和电能转换模块(7)，所述接收天线(6)安装在火箭的控制舱(9)的舱段表面并与舱段表面共型，所述接收天线(6)通过高频电缆与所述电能转换模块(7)连接，所述电能转换模块(7)安装在所述控制舱(9)的内壁上，所述接收天线(6)连接有所述T/R转换组件，所述T/R转换组件连接有所述电能转换模块(7)，所述T/R转换组件包括低频振荡器和信号放大器，所述电能转换模块(7)包括整流器、变压器和稳压滤波电路，所述T/R转换组件和电能转换模块(7)上连接有箭上主电池(8)，所述箭上主电池(8)安装在所述控制舱(9)中。
2.根据权利要求1所述的一种基于用于箭载主电池的无线充电系统，其特征是：所述发射阵列天线(1)采用波瓣宽度较小，天线增益较大的天线种类。
3.根据权利要求1所述的一种基于用于箭载主电池的无线充电系统，其特征是：所述接收天线(6)为微带贴片天线。
4.根据权利要求1所述的一种基于用于箭载主电池的无线充电系统，其特征是：所述能量转换装置(2)和控制显示计算机(3)放置于发射阵地的防爆厂房中。
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