CN111114832B - 一种适用于分布式遥感编队信息处理星 - Google Patents
一种适用于分布式遥感编队信息处理星 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111114832B CN111114832B CN201911216268.8A CN201911216268A CN111114832B CN 111114832 B CN111114832 B CN 111114832B CN 201911216268 A CN201911216268 A CN 201911216268A CN 111114832 B CN111114832 B CN 111114832B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radio frequency
- filter
- measurement
- frequency signals
- transmits
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000010365 information processing Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 108
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 47
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 87
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 31
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 23
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 108091092878 Microsatellite Proteins 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
- B64G1/1085—Swarms and constellations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B64G1/244—Spacecraft control systems
- B64G1/245—Attitude control algorithms for spacecraft attitude control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种适用于分布式遥感编队信息处理星,包括:微波网络单元、综合电子与通信模块、姿态确定与控制模块、信息处理星电源系统、第一测控天线A、第二测控天线A、第一相控阵天线B、第二相控阵天线B和安装侧壁。本发明能够满足星间、星地数传和遥测遥控的需求。
Description
技术领域
本发明属于适用于航天器分布式遥感编队的处理星技术领域,尤其涉及一种适用于分布式遥感编队信息处理星。
背景技术
针对快速响应遥感系统,基于小卫星在稀疏资源下分布式编队协作通信的应用需求出发,以及目前微小卫星多约束特性对编队测控、数传、组网与在轨处理等方面的影响,研制轻小型、低功耗、高性能的信息处理星。在稀疏资源下受限下现有的分布式遥感卫星处理多星信息能力不足,不能满足星间、星地数传和遥测遥控的需求。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种适用于分布式遥感编队信息处理星,能够满足星间、星地数传和遥测遥控的需求。
本发明目的通过以下技术方案予以实现:一种适用于分布式遥感编队信息处理星,包括:微波网络单元、综合电子与通信模块、姿态确定与控制模块、信息处理星电源系统、第一测控天线A、第二测控天线A、第一相控阵天线B、第二相控阵天线B和安装侧壁;其中,综合电子与通信模块发出射频信号,将射频信号发送给微波网络单元;微波网络单元接收射频信号,对射频信号进行调制解调得到F1频率的射频信号和F2频率的射频信号,将F2频率的射频信号滤波处理后得到F2频率的滤波射频信号,将F2频率的滤波射频信号发送给第一测控天线A和第二测控天线A;将F1频率的射频信号滤波处理后得到F1频率的滤波射频信号,将F1频率的滤波射频信号发送给第一相控阵天线B和第二相控阵天线B;第一测控天线A和第二测控天线A将F2频率的滤波射频信号处理得到数传电磁波和遥测电磁波,并将数传电磁波和遥测电磁波发射到地面;第一相控阵天线B和第二相控阵天线B将F1频率的滤波射频信号处理得到第一遥控电磁波,并将第一遥控电磁波发送给外部的业务星。信息处理星电源系统分别给姿态确定与综合电子与通信模块、控制模块、第一相控阵天线B和第二相控阵天线B供电。
上述适用于分布式遥感编队信息处理星中,地面发射第二遥控电磁波给第一测控天线A和第二测控天线A,第一测控天线A和第二测控天线A均将第二遥控电磁波处理得到第二射频信号,再将第二射频信号传输给微波网络单元,微波网络单元对第二射频信号进行滤波和调节解调处理得到第二滤波射频信号,将第二滤波射频信号传输给综合电子与通信模块,综合电子与通信模块对第二滤波射频信号进行处理得到卫星姿态机动指令和对外部业务星遥控指令;将卫星姿态机动指令传输给姿态确定与控制模块,姿态确定与控制模块根据卫星姿态机动指令进行姿态机动;将对外部业务星遥控指令发送给外部业务星,外部业务星根据对外部业务星遥控指令进行遥感作业。
上述适用于分布式遥感编队信息处理星中,所述微波网络单元、所述综合电子与通信模块、所述姿态确定与控制模块和所述信息处理星电源系统均设置于安装侧壁的内部;所述安装侧壁包括+X向铝蜂窝板、-X向铝蜂窝板、+Y向铝蜂窝板、-Y向铝蜂窝板、+Z向铝蜂窝板和-Z向铝蜂窝板;其中,+X向铝蜂窝板、-X向铝蜂窝板、+Y向铝蜂窝板、-Y向铝蜂窝板、+Z向铝蜂窝板和-Z向铝蜂窝板组成六面体;其中,+X为卫星飞行方向,+Z为对地方向,+Y与+X、+Z构成右手系;第一测控天线A设置于+Z向铝蜂窝板的外表面,第二测控天线A设置于-Z向铝蜂窝板的外表面,第一相控阵天线B设置于+X向铝蜂窝板的外表面,第二相控阵天线B设置于-X向铝蜂窝板的外表面。
上述适用于分布式遥感编队信息处理星中,所述微波网络单元包括第一主开关、第二主开关、第一备开关、第二备开关、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器、第五滤波器、第六滤波器、第七滤波器、第八滤波器、第一环形器、第二环形器、电桥和信道单元;其中,信道单元分别与第一主开关、第二主开关、第一备开关、第二备开关相连接;第一主开关分别与第一滤波器、第二滤波器相连接,第二主开关分别与第三滤波器、第四滤波器相连接,第一备开关分别与第五滤波器、第六滤波器相连接,第二备开关分别与第七滤波器、第八滤波器相连接;第一滤波器与第一环形器相连接,第二滤波器与第二相控阵天线B相连接,第三滤波器与第一环形器相连接,第四滤波器与第二相控阵天线B相连接,第五滤波器与第二环形器相连接,第六滤波器与第一相控阵天线B相连接,第七滤波器与第二环形器相连接,第八滤波器与第一相控阵天线B相连接;第一环形器、第二环形器均和电桥连接,电桥分别与第一测控天线A、第二测控天线A相连接。
上述适用于分布式遥感编队信息处理星中,第一测控天线A和第二测控天线A接收第二遥控电磁波处理得到遥第二射频信号,并将得到第二射频信号传输给电桥,电桥接收第二射频信号,并将第二射频信号分两路分别传输给第一环形器、第二环形器,第一环形器接收第二射频信号,并将第二射频信号传输给第一滤波器得到第二滤波射频信号,将第二滤波射频信号通过第一主开关传输给信道单元第一端口,第二环形器接收第二射频信号,并将第二射频信号传输给第五滤波器得到二滤波射频信号,并将二滤波射频信号通过第一备开关传输给信道单元第三端口;信道单元第二端口发射F2频率的射频信号给第二主开关,第二主开关将F2频率射频信号传输给第三滤波器滤波处理得到F2频率的滤波射频信号,并将F2频率的滤波射频信号传输给第一环形器,第一环形器将F2频率的滤波射频信号传输给电桥,电桥接收F2频率的滤波射频信号并处理得到两路F2频率的滤波射频信号,并将两路F2频率的滤波射频信号分别传输给第一测控天线A和第二测控天线A,第一测控天线A和第二测控天线A将接收到的F2频率的滤波射频信号处理为数传电磁波和遥测电磁波发送给地面;信道单元第四端口发射F2频率的射频信号给第四主开关,第四主开关将F2频率的射频信号传输给第七滤波器滤波处理得到F2频率的滤波射频信号,并将F2频率的滤波射频信号传输给第二环形器,第二环形器将F2频率的滤波射频信号传输给电桥,电桥接收F2频率的滤波射频信号并处理得到两路F2频率的滤波射频信号,并将两路F2频率的滤波射频信号分别传输给第一测控天线A和第二测控天线A,第一测控天线A和第二测控天线A将接收到的F2频率的滤波射频信号处理为数传电磁波和遥测电磁波发送给地面;信道单元第二端口发射F1频率的射频信号给第二主开关,第二主开关将F1频率的射频信号传输给第四滤波器处理,得到F1频率的滤波射频信号,第四滤波器将F1频率的滤波射频信号传输给第二相控阵天线B,第二相控阵天线B接收F1频率的滤波射频信号,处理得到第一遥控电磁波,并将第一遥控电磁波发给外部的业务星;信道单元第四端口发射F1频率的射频信号给第四主开关,第四主开关将F1频率的射频信号传输给传输给第八滤波器处理,得到F1频率的滤波射频信号,第八滤波器将F1频率的滤波射频信号传输给第一相控阵天线B,第一相控阵天线B接收F1频率的滤波射频信号,处理得到第一遥控电磁波,并将第一遥控电磁波发给外部的业务星。
上述适用于分布式遥感编队信息处理星中,第一相控阵天线B接收将星间遥测、数传F2电磁波信号处理为F2射频信号,并将得到的F2射频信号传输给第二滤波器,第二滤波器接收射频信号并进行滤波处理后将其传输给第一主开关,第一主开关将接收滤波射频信号,并将滤波射频信号传输给信道单元第一端口;第二相控阵天线B接收将星间遥测、数传F2电磁波信号处理为F2射频信号,并将得到的F2射频信号传输给第五滤波器,第五滤波器接收射频信号并将其传输给第三主开关,第三主开关将接收到的射频信号传输给信道单元第三端口。
上述适用于分布式遥感编队信息处理星中,第二射频信号与F1频率的射频信号的频率相等。
上述适用于分布式遥感编队信息处理星中,信息处理星电源系统包括电源模块和电源控制模块。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
(1)本发明通过姿态确定与控制模块达到的效果为对多种业务作业进行姿态机动、姿态保持;
(2)本发明通过综合电子与通信模块达到的效果为对信息星的综合管理及数据分发、处理,对普查星传来的数据进行综合分析与提取,将分析结果及时传递给地面,并指导详查星有针对性地探测任务;同时负责信息星测控任务,并根据测控信息控制姿态确定与控制模块,实现星间网络数据传输;接收星间遥测数传数据并进行压缩、处理,发送给微波网络单元;
(3)本发明通过微波网络单元达到的效果为将射频信号进行滤波和解调处理,分路传输给第一测控天线A、第二测控天线A、第一相控阵天线B、第二相控阵天线B;
(4)第一测控天线A设置于+Z向铝蜂窝板的外表面,第二测控天线A设置于-Z向铝蜂窝板的外表面,达到的效果为接收地面遥控指令,发送遥测、数传信号给地面;第一相控阵天线B设置于+X向铝蜂窝板的外表面,第二相控阵天线B设置于-X向铝蜂窝板的外表面,达到的效果为接收星间遥测、数传信号,发送星间遥控、数传信号。
(5)本发明通过信息处理星电源系统达到的效果为给综合电子与通信模块、第一相控阵天线B、第二相控阵天线B以及姿态确定与控制模块供电。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本发明的信息处理星原理图;
图2为本发明的微波网络原理图;
图3为本发明的综合电子与通信模块的结构图;
图4为本发明的第一测控天线A、第二测控天线A的结构图;
图5为本发明的第一相控阵天线B、第二相控阵天线B的结构图;
图6为本发明的+X铝蜂窝板装配图;
图7为本发明的-Y铝蜂窝板装配图;
图8(a)为本发明的-X铝蜂窝板内侧视图;
图8(b)为本发明的-X铝蜂窝板侧视图;
图9(a)为本发明的+Z铝蜂窝板内侧视图;
图9(b)为本发明的+Z铝蜂窝板侧视图;
图10为本发明的-Z铝蜂窝板装配图;
图11(a)为本发明的+Y铝蜂窝板内侧视图;
图11(b)为本发明的+Y铝蜂窝板外侧视图;
图12(a)为本发明的信息处理星+X向侧视图;
图12(b)为本发明的信息处理星-Z向侧视图;
图12(c)为本发明的信息处理星-Y向侧视图;
图12(d)为本发明的信息处理星-X向侧视图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明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发明。
如图1所示,本实施例提供了一种适用于分布式遥感编队信息处理星,包括微波网络单元、综合电子与通信模块、姿态确定与控制模块、信息处理星电源系统、第一测控天线A、第二测控天线A、第一相控阵天线B、第二相控阵天线B和安装侧壁;
微波网络单元分别与第一测控天线A、第二测控天线A、第一相控阵天线B和第二相控阵天线B相连接;微波网络单元与综合电子与通信模块相连接,姿态确定与控制模块与通信模块相连接,信息处理星电源系统分别与姿态确定与综合电子与通信模块、控制模块、第一相控阵天线B和第二相控阵天线B相连接;微波网络单元、综合电子与通信模块、姿态确定与控制模块、信息处理星电源系统均设置于安装侧壁的内部。
图6为本发明的+X铝蜂窝板装配图;图7为本发明的-Y铝蜂窝板装配图;图8(a)为本发明的-X铝蜂窝板内侧视图;图8(b)为本发明的-X铝蜂窝板侧视图;图9(a)为本发明的+Z铝蜂窝板内侧视图;图9(b)为本发明的+Z铝蜂窝板侧视图;图10为本发明的-Z铝蜂窝板装配图;图11(a)为本发明的+Y铝蜂窝板内侧视图;图11(b)为本发明的+Y铝蜂窝板外侧视图;图12(a)为本发明的信息处理星+X向侧视图;图12(b)为本发明的信息处理星-Z向侧视图;图12(c)为本发明的信息处理星-Y向侧视图;图12(d)为本发明的信息处理星-X向侧视图。
如图6至图12(d)所示,安装侧壁包括+X向铝蜂窝板、-X向铝蜂窝板、+Y向铝蜂窝板、-Y向铝蜂窝板、+Z向铝蜂窝板和-Z向铝蜂窝板;其中,+X向铝蜂窝板、-X向铝蜂窝板、+Y向铝蜂窝板、-Y向铝蜂窝板、+Z向铝蜂窝板和-Z向铝蜂窝板组成六面体;其中,+X为卫星飞行方向,+Z为对地方向,+Y与+X、+Z构成右手系。
第一测控天线A设置于+Z向铝蜂窝板的外表面,第二测控天线A设置于-Z向铝蜂窝板的外表面,第一相控阵天线B设置于+X向铝蜂窝板的外表面,第二相控阵天线B设置于-X向铝蜂窝板的外表面。
工作原理:综合电子与通信模块发出射频信号,将射频信号发送给微波网络单元;微波网络单元接收射频信号,对射频信号进行调制解调得到F1频率的射频信号和F2频率的射频信号,将F2频率的射频信号滤波处理后得到F2频率的滤波射频信号,将F2频率的滤波射频信号发送给第一测控天线A和第二测控天线A;将F1频率的射频信号滤波处理后得到F1频率的滤波射频信号,将F1频率的滤波射频信号发送给第一相控阵天线B和第二相控阵天线B;第一测控天线A和第二测控天线A将F2频率的滤波射频信号处理得到数传电磁波和遥测电磁波,并将数传电磁波和遥测电磁波发射到地面;第一相控阵天线B和第二相控阵天线B将F1频率的滤波射频信号处理得到第一遥控电磁波,并将第一遥控电磁波发送给外部的业务星。
地面发射第二遥控电磁波给第一测控天线A和第二测控天线A,第一测控天线A和第二测控天线A均将第二遥控电磁波处理得到第二射频信号,再将第二射频信号传输给微波网络单元,微波网络单元对第二射频信号进行滤波和调理得到第二滤波射频信号,将第二滤波射频信号传输给综合电子与通信模块,综合电子与通信模块对第二滤波射频信号进行处理得到卫星姿态机动指令和对外部业务星遥控指令;将卫星姿态机动指令传输给姿态确定与控制模块,姿态确定与控制模块根据卫星姿态机动指令进行姿态机动;将对外部业务星遥控指令发送给外部业务星,外部业务星根据对外部业务星遥控指令进行遥感作业。
信息处理星电源系统包括电源模块、电源控制模块,分别给姿态确定与综合电子与通信模块、控制模块、第一相控阵天线B和第二相控阵天线B供电。
第二射频信号与F1频率的射频信号的频率相等。
如图2所示,微波网络单元包括第一主开关、第二主开关、第一备开关、第二备开关、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器、第一环形器、第二环形器、电桥和信道单元。
信道单元分别与第一主开关、第二主开关、第一备开关、第二备开关相连接;第一主开关分别与第一滤波器、第二滤波器相连接,第二主开关分别与第三滤波器、第四滤波器相连接,第一备开关分别与第五滤波器、第六滤波器相连接,第二备开关分别与第七滤波器、第八滤波器相连接;第一滤波器与第一环形器相连接,第二滤波器与第二相控阵天线B相连接,第三滤波器与第一环形器相连接,第四滤波器与第二相控阵天线B相连接,第五滤波器与第二环形器相连接,第六滤波器与第一相控阵天线B相连接,第七滤波器与第二环形器相连接,第八滤波器与第一相控阵天线B相连接;第一环形器、第二环形器均和电桥连接,电桥分别与第一测控天线A、第二测控天线A相连接。
工作原理:第一测控天线A和第二测控天线A接收F1频率的地面遥控电磁波处理得到遥测射频信号,并将得到遥控射频信号传输给电桥,电桥接收遥控射频信号,并将遥控射频信号分两路分别传输给第一环形器、第二环形器,第一环形器接收遥控射频信号,并将遥控射频信号传输给第一滤波器得到滤波后的遥控射频信号,将滤波射频信号通过第一主开关传输给信道单元第一端口,第二环形器接收遥控射频信号,并将遥控射频信号传输给第五滤波器得到滤波后的遥控射频信号,并将滤波射频信号通过第一备开关传输给信道单元第三端口;信道单元第二端口发射F2频率的遥测数传射频信号给第二主开关,第二主开关将F2频率射频信号传输给第三滤波器滤波处理,并将得到的滤波F2频率射频信号传输给第一环形器,第一环形器将滤波F2频率射频信号传输给电桥,电桥接收滤波F2频率射频信号得到两路F2频率射频信号,并将两路F2频率射频信号分别传输给第一测控天线A和第二测控天线A,第一测控天线A和第二测控天线A将接收到的F2频率射频信号处理为电磁波发送给地面;信道单元第四端口发射F2频率的遥测数传射频信号给第四主开关,第四主开关将F2频率射频信号传输给第七滤波器滤波处理,并将得到的滤波F2频率射频信号传输给第二环形器,第二环形器将滤波F2频率射频信号传输给电桥,电桥接收滤波F2频率射频信号得到两路F2频率射频信号,并将两路F2频率射频信号分别传输给第一测控天线A和第二测控天线A,第一测控天线A和第二测控天线A将接收到的F2频率射频信号处理为电磁波发送给地面;第一相控阵天线B接收将星间遥测、数传F2电磁波信号处理为F2射频信号,并将得到的F2射频信号传输给第二滤波器,第二滤波器接收射频信号并进行滤波处理后将其传输给第一主开关,第一主开关将接收滤波射频信号,并将滤波射频信号传输给信道单元第一端口;第二相控阵天线B接收将星间遥测、数传F2电磁波信号处理为F2射频信号,并将得到的F2射频信号传输给第五滤波器,第五滤波器接收射频信号并将其传输给第三主开关,第三主开关将接收到的射频信号传输给信道单元第三端口;信道单元第二端口发射F1频率的遥测数传射频信号给第二主开关,第二主开关将遥控数传F1频率射频信号传输给传输给第四滤波器处理,得到滤波F1频率射频信号,第四滤波器将滤波F1频率射频信号传输给第二相控阵天线B,第二相控阵天线B接收滤波F1频率遥控射频信号,处理得到遥控数传电磁波,并将遥控数传电磁波发给星间业务星;信道单元第四端口发射F1频率的遥测数传射频信号给第四主开关,第四主开关将遥控数传F1频率射频信号传输给传输给第八滤波器处理,得到滤波F1频率射频信号,第八滤波器将滤波F1频率射频信号传输给第一相控阵天线B,第一相控阵天线B接收滤波F1频率遥控射频信号,处理得到遥控数传电磁波,并将遥控数传电磁波发给星间业务星。
具体装配关系如下:
(1)首先装配+X向铝蜂窝板,+X向铝蜂窝板内侧装信道单元、第一主开关、第二主开关开关、第一滤波器~第七滤波器,姿态测量与控制模块,开关与滤波器用电缆连接。
(2)然后装配+Z向铝蜂窝板,+Z向铝蜂窝板内侧安装第一备开关、第二备开关,在外侧安装第一测控天线A。
(3)然后装配-Y向铝蜂窝板,-Y向铝蜂窝板内侧安装第八滤波器。
(4)然后装配-Z向铝蜂窝板,-Z向铝蜂窝板外侧安装第二测控天线A。
(5)然后装配+Y向铝蜂窝板,+Y向铝蜂窝板外侧安装星箭对接结构,内侧安装第一环形器、第二环形器和电桥。
(6)然后第一相控阵天线、+X、+Z、-Z、+Y、-Y向铝蜂窝板通过螺钉紧固。
(7)然后装配-X向铝蜂窝板,-X向铝蜂窝板内侧安装综合电子与通信模块、电源模块与电源控制模块。
(8)然后将第二相控阵天线、-X向铝蜂窝板与+Z、-Z、+Y、-Y向铝蜂窝板紧固。
信息处理星主要由姿态测量与控制模块,综合电子与通信模块,第一相控阵天线B、第二相控阵天线B、第一测控天线A、第二测控天线A、微波网络模块组成,系统组成如图1所示。
信息处理星微波网络设备主要功能包括:满足信息处理星两副相控阵天线、两副宽波束测控天线的射频收发信号的滤波、调制、通断与放大等功能,信息处理星微波网络设备组成如图2所示。微波网路各模块采用凸耳形式,便于安装在整星+X板和+Y板上,采用弯头sma布局更紧凑,有效提高空间利用率。
通信模块的核心工作为星间、星地的测控通信与数据传输,包含与普查卫星、详查卫星、视频卫星、超光谱卫星、微光卫星和地面站之间的星间、星地的遥测遥控传输与数据传输。传统的设计方法不能满足微纳卫星的应用需求,本发明采用高度集成的SoC技术,将整个系统优化到一个模块中实现,实现系统的小型化。本发明将综合电子与通信模块统一集成设计,结构采用铝合金,侧壁、底及盖板等结构在保证力学特性的条件下进行减重设计。结构下层为可重构综合电子,结构上层右侧为可重构加载板,结构上层左侧为通信模块。一体化设计单机本体尺寸为106*206*46mm,结构重量小于1kg,如图3所示。
宽波束测控天线最大外形:74mm*71mm*61mm,质量<0.14kg,结构如图4所示。相控阵天线外形尺寸:296mm*306mm*30mm,结构重量<2kg,结构如图5所示。
信息星的姿态确定与控制模块,集成了2个星敏、1个太敏、3个飞轮及三方向磁力矩器,控制方式为三轴稳定,最大外形为100mm*100mm*115mm,质量<1.5kg。信息处理星本体尺寸为306mm*296mm*253mm,整星重量约为15kg。
集成设计了综合电子与通信模块,重量小于1kg、功耗小于1W;优化设计了微波网络模块与相控阵天线、宽波束测控数传天线,其中相控阵天线质量小于2kg,宽波束测控数传天线质量小于0.14g,整星采用铝蜂窝结构安装,整星重量约为15kg,电性能指标在小卫星领域达到国内先进水平,有效满足航天器分布式遥感编队组网信息处理需求。
本发明通过姿态确定与控制模块达到的效果为对多种业务作业进行姿态机动、姿态保持;本发明通过综合电子与通信模块达到的效果为对信息星的综合管理及数据分发、处理,对普查星传来的数据进行综合分析与提取,将分析结果及时传递给地面,并指导详查星有针对性地探测任务;同时负责信息星测控任务,并根据测控信息控制姿态确定与控制模块,实现星间网络数据传输;接收星间遥测数传数据并进行压缩、处理,发送给微波网络单元;本发明通过微波网络单元达到的效果为将射频信号进行滤波和解调处理,分路传输给第一测控天线A、第二测控天线A、第一相控阵天线B、第二相控阵天线B;第一测控天线A设置于+Z向铝蜂窝板的外表面,第二测控天线A设置于-Z向铝蜂窝板的外表面,达到的效果为接收地面遥控指令,发送遥测、数传信号给地面;第一相控阵天线B设置于+X向铝蜂窝板的外表面,第二相控阵天线B设置于-X向铝蜂窝板的外表面,达到的效果为接收星间遥测、数传信号,发送星间遥控、数传信号;本发明通过信息处理星电源系统达到的效果为给综合电子与通信模块、第一相控阵天线B、第二相控阵天线B以及姿态确定与控制模块供电。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种适用于分布式遥感编队信息处理星,其特征在于包括:微波网络单元、综合电子与通信模块、姿态确定与控制模块、信息处理星电源系统、第一测控天线A、第二测控天线A、第一相控阵天线B、第二相控阵天线B和安装侧壁;其中,
综合电子与通信模块发出射频信号,将射频信号发送给微波网络单元;微波网络单元接收射频信号,对射频信号进行调制解调得到F1频率的射频信号和F2频率的射频信号,将F2频率的射频信号滤波处理后得到F2频率的滤波射频信号,将F2频率的滤波射频信号发送给第一测控天线A和第二测控天线A;将F1频率的射频信号滤波处理后得到F1频率的滤波射频信号,将F1频率的滤波射频信号发送给第一相控阵天线B和第二相控阵天线B;
第一测控天线A和第二测控天线A将F2频率的滤波射频信号处理得到数传电磁波和遥测电磁波,并将数传电磁波和遥测电磁波发射到地面;
第一相控阵天线B和第二相控阵天线B将F1频率的滤波射频信号处理得到第一遥控电磁波,并将第一遥控电磁波发送给外部的业务星;
信息处理星电源系统分别给姿态确定与综合电子与通信模块、控制模块、第一相控阵天线B和第二相控阵天线B供电;
所述微波网络单元、所述综合电子与通信模块、所述姿态确定与控制模块和所述信息处理星电源系统均设置于安装侧壁的内部;
所述安装侧壁包括+X向铝蜂窝板、-X向铝蜂窝板、+Y向铝蜂窝板、-Y向铝蜂窝板、+Z向铝蜂窝板和-Z向铝蜂窝板;其中,+X向铝蜂窝板、-X向铝蜂窝板、+Y向铝蜂窝板、-Y向铝蜂窝板、+Z向铝蜂窝板和-Z向铝蜂窝板组成六面体;其中,+X为卫星飞行方向,+Z为对地方向,+Y与+X、+Z构成右手系;
第一测控天线A设置于+Z向铝蜂窝板的外表面,第二测控天线A设置于-Z向铝蜂窝板的外表面,第一相控阵天线B设置于+X向铝蜂窝板的外表面,
第二相控阵天线B设置于-X向铝蜂窝板的外表面。
2.根据权利要求1所述的适用于分布式遥感编队信息处理星,其特征在于:地面发射第二遥控电磁波给第一测控天线A和第二测控天线A,第一测控天线A和第二测控天线A均将第二遥控电磁波处理得到第二射频信号,再将第二射频信号传输给微波网络单元,微波网络单元对第二射频信号进行滤波和调节解调处理得到第二滤波射频信号,将第二滤波射频信号传输给综合电子与通信模块,综合电子与通信模块对第二滤波射频信号进行处理得到卫星姿态机动指令和对外部业务星遥控指令;将卫星姿态机动指令传输给姿态确定与控制模块,姿态确定与控制模块根据卫星姿态机动指令进行姿态机动;将对外部业务星遥控指令发送给外部业务星,外部业务星根据对外部业务星遥控指令进行遥感作业。
3.根据权利要求1所述的适用于分布式遥感编队信息处理星,其特征在于:所述微波网络单元包括第一主开关、第二主开关、第一备开关、第二备开关、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器、第五滤波器、第六滤波器、第七滤波器、第八滤波器、第一环形器、第二环形器、电桥和信道单元;其中,
信道单元分别与第一主开关、第二主开关、第一备开关、第二备开关相连接;第一主开关分别与第一滤波器、第二滤波器相连接,第二主开关分别与第三滤波器、第四滤波器相连接,第一备开关分别与第五滤波器、第六滤波器相连接,第二备开关分别与第七滤波器、第八滤波器相连接;第一滤波器与第一环形器相连接,第二滤波器与第二相控阵天线B相连接,第三滤波器与第一环形器相连接,第四滤波器与第二相控阵天线B相连接,第五滤波器与第二环形器相连接,第六滤波器与第一相控阵天线B相连接,第七滤波器与第二环形器相连接,第八滤波器与第一相控阵天线B相连接;第一环形器、第二环形器均和电桥连接,电桥分别与第一测控天线A、第二测控天线A相连接。
4.根据权利要求3所述的适用于分布式遥感编队信息处理星,其特征在于:第一测控天线A和第二测控天线A接收第二遥控电磁波处理得到第二射频信号,并将得到第二射频信号传输给电桥,电桥接收第二射频信号,并将第二射频信号分两路分别传输给第一环形器、第二环形器,第一环形器接收第二射频信号,并将第二射频信号传输给第一滤波器得到第二滤波射频信号,将第二滤波射频信号通过第一主开关传输给信道单元第一端口,第二环形器接收第二射频信号,并将第二射频信号传输给第五滤波器得到二滤波射频信号,并将二滤波射频信号通过第一备开关传输给信道单元第三端口;
信道单元第二端口发射F2频率的射频信号给第二主开关,第二主开关将F2频率射频信号传输给第三滤波器滤波处理得到F2频率的滤波射频信号,并将F2频率的滤波射频信号传输给第一环形器,第一环形器将F2频率的滤波射频信号传输给电桥,电桥接收F2频率的滤波射频信号并处理得到两路F2频率的滤波射频信号,并将两路F2频率的滤波射频信号分别传输给第一测控天线A和第二测控天线A,第一测控天线A和第二测控天线A将接收到的F2频率的滤波射频信号处理为数传电磁波和遥测电磁波发送给地面;
信道单元第四端口发射F2频率的射频信号给第四主开关,第四主开关将F2频率的射频信号传输给第七滤波器滤波处理得到F2频率的滤波射频信号,并将F2频率的滤波射频信号传输给第二环形器,第二环形器将F2频率的滤波射频信号传输给电桥,电桥接收F2频率的滤波射频信号并处理得到两路F2频率的滤波射频信号,并将两路F2频率的滤波射频信号分别传输给第一测控天线A和第二测控天线A,第一测控天线A和第二测控天线A将接收到的F2频率的滤波射频信号处理为数传电磁波和遥测电磁波发送给地面;
信道单元第二端口发射F1频率的射频信号给第二主开关,第二主开关将F1频率的射频信号传输给第四滤波器处理,得到F1频率的滤波射频信号,第四滤波器将F1频率的滤波射频信号传输给第二相控阵天线B,第二相控阵天线B接收F1频率的滤波射频信号,处理得到第一遥控电磁波,并将第一遥控电磁波发给外部的业务星;
信道单元第四端口发射F1频率的射频信号给第四主开关,第四主开关将F1频率的射频信号传输给传输给第八滤波器处理,得到F1频率的滤波射频信号,第八滤波器将F1频率的滤波射频信号传输给第一相控阵天线B,第一相控阵天线B接收F1频率的滤波射频信号,处理得到第一遥控电磁波,并将第一遥控电磁波发给外部的业务星。
5.根据权利要求4所述的适用于分布式遥感编队信息处理星,其特征在于:第一相控阵天线B接收将星间遥测、数传F2电磁波信号处理为F2射频信号,并将得到的F2射频信号传输给第二滤波器,第二滤波器接收射频信号并进行滤波处理后将其传输给第一主开关,第一主开关将接收滤波射频信号,并将滤波射频信号传输给信道单元第一端口;
第二相控阵天线B接收将星间遥测、数传F2电磁波信号处理为F2射频信号,并将得到的F2射频信号传输给第五滤波器,第五滤波器接收射频信号并将其传输给第三主开关,第三主开关将接收到的射频信号传输给信道单元第三端口。
6.根据权利要求1所述的适用于分布式遥感编队信息处理星,其特征在于:第二射频信号与F1频率的射频信号的频率相等。
7.根据权利要求1所述的适用于分布式遥感编队信息处理星,其特征在于:信息处理星电源系统包括电源模块和电源控制模块。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911216268.8A CN111114832B (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 一种适用于分布式遥感编队信息处理星 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911216268.8A CN111114832B (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 一种适用于分布式遥感编队信息处理星 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111114832A CN111114832A (zh) | 2020-05-08 |
CN111114832B true CN111114832B (zh) | 2021-10-01 |
Family
ID=70496866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911216268.8A Active CN111114832B (zh) | 2019-12-02 | 2019-12-02 | 一种适用于分布式遥感编队信息处理星 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111114832B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112319857B (zh) * | 2020-10-12 | 2022-09-13 | 中山大学 | 一种用于远距离分布式卫星的组合姿态控制方法及系统 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0421704A2 (en) * | 1989-10-02 | 1991-04-10 | Motorola, Inc. | Telemetry, tracking and control for satellite cellular communication systems |
JP2003252298A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-10 | Nec Corp | 宇宙機の姿勢変更制御装置及び姿勢変更制御方法 |
CN101381004A (zh) * | 2008-08-20 | 2009-03-11 | 南京航空航天大学 | 基于大气阻力的微小卫星编队飞行控制方法及控制装置 |
CN102201854A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-09-28 | 北京航空航天大学 | 卫星编队组网的网络链路建立方法 |
CN105262533A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-20 | 中国空间技术研究院 | 一种geo卫星基于ip的星地转发和星间组网的一体化系统 |
CN105883005A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-08-24 | 南京理工大学 | 一种双单元立方体卫星平台 |
CN109560862A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-02 | 长沙天仪空间科技研究院有限公司 | 一种基于编队卫星的星间通信系统及方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103600852B (zh) * | 2013-11-25 | 2015-10-07 | 清华大学 | 支持集群飞行的基础模块航天器 |
-
2019
- 2019-12-02 CN CN201911216268.8A patent/CN111114832B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0421704A2 (en) * | 1989-10-02 | 1991-04-10 | Motorola, Inc. | Telemetry, tracking and control for satellite cellular communication systems |
JP2003252298A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-10 | Nec Corp | 宇宙機の姿勢変更制御装置及び姿勢変更制御方法 |
CN101381004A (zh) * | 2008-08-20 | 2009-03-11 | 南京航空航天大学 | 基于大气阻力的微小卫星编队飞行控制方法及控制装置 |
CN102201854A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-09-28 | 北京航空航天大学 | 卫星编队组网的网络链路建立方法 |
CN105262533A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-20 | 中国空间技术研究院 | 一种geo卫星基于ip的星地转发和星间组网的一体化系统 |
CN105883005A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-08-24 | 南京理工大学 | 一种双单元立方体卫星平台 |
CN109560862A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-02 | 长沙天仪空间科技研究院有限公司 | 一种基于编队卫星的星间通信系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
日本天基测控通信网数据中继与跟踪卫星系统的体系结构及特性;汪桂华;《电讯技术》;20050228(第1期);1-6 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111114832A (zh) | 2020-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0780295B1 (en) | Modular payload arrangement | |
US10362115B2 (en) | Wireless fuel sensor system | |
JP4758523B2 (ja) | 航空機において無線通信手段の使用を可能にする装置 | |
JP2012533983A (ja) | 無線信号のパワーハーベスティングによる無線検知のための方法および装置 | |
US11316261B1 (en) | System and method for an aircraft communicating with multiple satellite constellations | |
CN205336281U (zh) | 一种空中中继装置、数据链路系统和应急监测系统 | |
CN110040263B (zh) | 基于can总线的微小卫星信息系统 | |
AU2010259160A1 (en) | Method and apparatus for wireless aircraft communications using fuselage stringers | |
CN111114832B (zh) | 一种适用于分布式遥感编队信息处理星 | |
EP1884040A2 (en) | Rf signal feed through method and apparatus for shielded aircraft fuselage | |
CN205405926U (zh) | 空管应急救援北斗通信导航一体化系统 | |
CN105738929A (zh) | 一种北斗通信导航一体化机载终端 | |
JP7132445B2 (ja) | 高スループットの分散型衛星 | |
CN108736955B (zh) | 一种收发频率可切换的全双工星间链路系统及方法 | |
CN204886954U (zh) | 一种多天线测控信号高效率发射网络 | |
US8344935B1 (en) | Multi-waveform antenna and remote electronics for avionics | |
CN103731195A (zh) | 微型卫星多码率多通道多体制通信方法 | |
EP3691141B1 (en) | High availability scalable multi-source virtualized spectrum signal processing system | |
CN111082849A (zh) | 一种双模双频段的机载卫星通信系统 | |
CN109976221A (zh) | 末级留轨应用系统完全型综合电子架构的处理方法 | |
CN111679300B (zh) | Leo至heo多轨道卫星测控系统及方法 | |
WO1997049190A2 (en) | Universal communications system for space applications | |
CN115610699A (zh) | 一种适应高通量载荷的卫星载荷舱拓展构型 | |
CN214649107U (zh) | 一种微纳通信卫星结构 | |
CN104135317A (zh) | 一种卫星平台的在轨可扩展方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |