CN117068389A - 扁平化sar卫星 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卫星技术领域，公开了一种扁平化SAR卫星，其包括SAR载荷、卫星平台以及太阳翼，卫星平台的整体构型呈梯形体设置，卫星平台的相对两侧相互平行，另一相对两侧设置为斜面，SAR载荷具有折叠状态和展开状态，在卫星发射时SAR载荷保持折叠状态安装于卫星平台的顶面，两个太阳翼分别安装于卫星平台两侧的斜面，太阳翼也具有展开状态和折叠状态，卫星发射状态下太阳翼处于折叠状态收拢于卫星平台的两侧，并且位于SAR载荷正投影的覆盖范围内。该扁平化SAR卫星通过优化SAR载荷收拢方式，成上下扁平折叠状态，并将卫星平台的构型设计为梯形体，使卫星平台趋于扁平，以此优化了SAR卫星构型，合理地利用空间，减小了扁平化SAR卫星的包络尺寸。

Description

扁平化SAR卫星

技术领域

本发明涉及卫星技术领域，尤其涉及一种扁平化SAR卫星。

背景技术

SAR(Synthetic Aperture Radar)卫星，也称之为合成孔径雷达卫星，SAR是一种主动式的对地观测系统，其通过雷达向外发射连续的无线电脉冲，然后接收地面反射的回波，以记录地物信息，由于SAR卫星具有全天侯、全天时工作、大幅宽大面积成像和穿透能力，现已成为对地观测的重要手段。

随着科技的进步，为抢占太空资源，产生了一箭多星技术，即通过一个运载火箭搭载多颗SAR卫星进行发射，常见的SAR卫星多是立方形，且尺寸包络较大，火箭运载空间利用不充分。因此，如何使SAR卫星构型包络小巧、重量轻，以在同一发运载火箭内容纳数量更多的SAR卫星是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扁平化SAR卫星，以优化SAR卫星构型，减小SAR卫星包络尺寸的同时，使得总装更加便捷，且整星力学特性好，正弦、随机加速度响应小，能够很好的抗住火箭发射产生的振动影响。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

扁平化SAR卫星，包括：

卫星平台，所述卫星平台的整体构型呈梯形体设置，所述卫星平台的相对两侧相互平行，另一相对两侧设置为斜面；

SAR载荷，所述SAR载荷具有折叠状态和展开状态，在卫星发射时所述SAR载荷保持扁平折叠状态安装于所述卫星平台的顶面；以及

太阳翼，两个所述太阳翼分别安装于所述卫星平台两侧的斜面，所述太阳翼具有展开状态和折叠状态，当所述太阳翼处于所述折叠状态时所述太阳翼收拢于所述卫星平台的两侧，并且位于折叠状态的所述SAR载荷正投影的覆盖范围内。

作为扁平化SAR卫星的一种优选方案，所述扁平化SAR卫星还包括卫星单机，所述卫星单机安装于卫星平台的内部和/或安装于所述卫星平台外侧的安装面上。

作为扁平化SAR卫星的一种优选方案，所述卫星平台包括：

底板，所述底板上设置有主支撑结构，所述卫星单机安装于所述底板和所述主支撑结构，并且位于所述主支撑结构围设而成的所述容纳空间中。

作为扁平化SAR卫星的一种优选方案，所述主支撑结构包括沿第一方向间隔设置的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板分别对应于所述卫星平台两侧的斜面，所述第一支撑板和所述第二支撑板之间沿第一方向设置有第三支撑板。

作为扁平化SAR卫星的一种优选方案，所述第三支撑板的相对两侧沿第二方向分别设置有第四支撑板和第五支撑板，所述第一方向与所述第二方向相垂直。

作为扁平化SAR卫星的一种优选方案，所述第四支撑板和所述第五支撑板沿所述第一方向间隔设置。

作为扁平化SAR卫星的一种优选方案，所述卫星平台还包括：

面板，两个所述面板分别安装于所述底板的相对两侧；以及

顶板，所述顶板平行于所述底板，所述顶板与所述主支撑结构连接，所述SAR载荷安装于所述顶板的顶面；以及

斜侧板，两个所述斜侧板分别安装于所述底板的另一相对两侧，两个所述太阳翼分别安装于两块所述斜侧板的斜面。

作为扁平化SAR卫星的一种优选方案，所述太阳翼包括：

帆板，所述帆板至少设置有一块，所述帆板安装于所述斜侧板的斜面，当所述太阳翼处于所述展开状态时所述帆板与所述底板平行。

作为扁平化SAR卫星的一种优选方案，所述卫星平台为单层结构。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种扁平化SAR卫星，通过将卫星平台的构型设置为梯形体，使卫星平台趋于扁平，SAR载荷保持折叠状态安装在卫星平台的顶面，两个太阳翼折叠后收容于卫星平台的斜面的两侧。其中，卫星平台梯形体的构型设计，一方面为两个太阳翼的安装预留出了收纳空间，使两个太阳翼能够安装在卫星平台的斜面处，从而不影响扁平化SAR卫星水平向尺寸的包络，确保SAR载荷的尺寸大小取决于SAR载荷水平向的包络尺寸，另一方面斜面的设计使得卫星平台竖直向的包络尺寸不增加的情况下，增大了卫星平台的侧面面积，能够为太阳翼提供足够的电池片面积。综上所述，通过优化SAR卫星结构，合理地利用空间，减小了扁平化SAR卫星的包络尺寸，以便于实现一箭多星发射，使同一运载火箭能够搭载更多数量的SAR卫星升空。此外，趋于扁平的卫星平台的整星力学特性好，正弦、随机加速度响应小，能够很好的抗住火箭发射产生的振动影响。

附图说明

图1是本发明实施例提供的扁平化SAR卫星处于折叠状态的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的扁平化SAR卫星处于展开状态的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的底板和主支撑结构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的底板、主支撑结构、面板和斜侧板的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的搭载平台与若干个扁平化SAR卫星堆叠设置的结构示意图。

图中：

100、搭载平台；200、扁平化SAR卫星；

1、SAR载荷；

2、卫星平台；21、底板；22、主支撑结构；221、第一支撑板；222、第二支撑板；223、第三支撑板；224、第四支撑板；225、第五支撑板；23、面板；24、顶板；25、斜侧板；

3、太阳翼。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明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本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

随着科技的进步，为抢占太空资源，如何使SAR卫星构型包络小巧、重量轻，以在同一发运载火箭内容纳更多数量的SAR卫星是目前亟待解决的问题。

为了解决上述问题，结合图1～图4所示，本实施例提供了一种扁平化SAR卫星200，该扁平化SAR卫星200包括SAR载荷1、卫星平台2和太阳翼3，卫星平台2的整体构型呈梯形体设置，梯形体为上、下面平行且为长方形，四个侧面都是梯形并由此围成的立体图形，其中，卫星平台2的四个侧面中的相对两侧相互平行，卫星平台2的另一相对两侧设置为斜面。SAR载荷1具有折叠状态(参见图1)和展开状态(参见图2)，在卫星发射时SAR载荷1保持扁平折叠状态安装于卫星平台2的顶面。两个太阳翼3分别安装于卫星平台2两侧的斜面，太阳翼3具有展开状态(参见图2)和折叠状态(参见图1)，当太阳翼3处于折叠状态时太阳翼3收拢于卫星平台2的两侧，并且位于折叠状态的SAR载荷1正投影的覆盖范围内。

可以理解的是，通过将卫星平台2的整体构型设置为梯形体，使卫星平台2的整体趋于扁平，在SAR载荷1的正投影覆盖范围下，卫星平台2两侧的斜面恰好构成了收容两个太阳翼3的收纳空间，如此设置，既不影响扁平化SAR卫星200水平向(参见图3，图示左右方向和前后方向)尺寸的包络，确保SAR载荷1的尺寸大小取决于SAR载荷1水平向的包络尺寸，另外，在卫星平台2竖直向(参见图3，图示上下方向)的包络尺寸不增加的情况下，增大了卫星平台2的侧面面积，能够为太阳翼3提供足够的电池片面积。综上，通过优化SAR卫星结构，将SAR载荷1扁平收拢于一个方向，合理地利用空间，减小了扁平化SAR卫星200的包络尺寸，以便于实现一箭多星发射，使同一运载火箭能够搭载更多数量的SAR卫星升空。

优选地，如图3所示，本实施例的扁平化SAR卫星200还包括卫星单机(图中未示出)，卫星单机安装于卫星平台2的内部和/或安装于卫星平台2外侧的安装面上。更优选地，卫星单机不局限于安装于卫星平台2内部，整个卫星平台2的外侧的板面上均可安装卫星单机，具体地可以依据卫星单机的装配需求进行布局。

具体地，如图4所示，卫星平台2为单层结构，卫星平台2包括底板21、顶板24、面板23、斜侧板25以及主支撑结构22。主支撑结构22安装于底板21上，卫星单机安装于底板21和主支撑结构22，并且位于主支撑结构22围设而成的容纳空间中，底板21作为卫星单机的主要安装板，使卫星单机集中在底板21的中间区域，质心低，稳定性好；主支撑结构22起卫星结构的力学主支撑作用，底板21与主支撑结构22装配后形成单层的平板结构，使安装卫星单机时的视野宽阔，能够直观的观察到卫星单机的安装情况，无盲区，便于总装实施。整个卫星构型趋近扁平，整星质心较低，优化传递路径，正弦、随机力学响应小，能很好的抗住运载火箭发射振动带来的影响。

进一步地，底板21与顶板24相互平行，顶板24的面积大于底板21的面积，顶板24与主支撑结构22连接，SAR载荷1安装于顶板24的顶面，顶板24作为SAR载荷1的安装板，使SAR载荷1与卫星平台2相连。斜侧板25设置有两块，两块斜侧板25安装于底板21的相对两侧，并且两块斜侧板25以底板21沿竖直方向延伸的中心线为对称轴对称设置，两个太阳翼3分别安装于两块斜侧板25的斜面上。面板23设置有两块，两块面板23安装于底板21的另一相对两侧，两块面板23相互平行，并且面板23不作为主要承力板，其主要用于卫星平台2的封闭，以围合成封闭的容纳空间，还可以作为部分卫星单机的安装板。

优选地，如图3～图4所示，本实施例的主支撑结构22包括安装在底板21上的第一支撑板221、第二支撑板222、第三支撑板223、第四支撑板224以及第五支撑板225，第一支撑板221和第二支撑板222沿第一方向(图示左右方向)间隔设置，第三支撑板223位于第一支撑板221和第二支撑板222之间，并且第三支撑板223的两端分别固定在第一支撑板221和第二支撑板222的侧壁上，第三支撑板223沿第一方向设置，以形成“H”型的支撑结构，从而通过第三支撑板223分隔出两个容纳空间以供卫星单机安装。第三支撑板223的相对两侧沿第二方向(图示前后方向)分别设置有第四支撑板224和第五支撑板225，第一方向与第二方向相垂直，通过第四支撑板224和第五支撑板225进一步的将两个容纳空间分隔为四个容纳空间，使内部卫星单机安装紧凑，稳定性更佳，并优化受力传递路径，正弦、随机响应小，很好的抗住运载火箭发射阶段带来的振动影响。

进一步地，第四支撑板224和第五支撑板225沿第一方向间隔设置，使分隔而成的四个容纳空间大小不等便于安装卫星单机，同时使主支撑结构22沿图示上下方向的受压支撑效果更好。此外，扁平化SAR卫星200竖直向的包络尺寸将取决于主支撑结构22内安装的卫星单机的尺寸，因此上述平铺式单层安装卫星单机，能够最大限度保证扁平化SAR卫星200实现扁平化。

优选地，如图1～图2所示，本实施例的太阳翼3包括帆板，帆板至少设置有一块。示例性地，本实施例设置有三块，三块帆板通过压紧机构依次连接在一起安装在斜侧板25的斜面上，同时最内侧的一块帆板的一端通过铰链安装于斜侧板25的斜面上，三块帆板之间按照展开顺序两两通过铰链连接在一起具体地，三块帆板同时通过压紧机构与斜侧板25连接固定，同时三块帆板最内侧的帆板与斜侧板25的边缘处相连接。当太阳翼3处于展开状态时三块帆板均与底板21平行，当太阳翼3处于折叠状态时三块帆板均与斜侧板25平行。当扁平化SAR卫星在轨之后，加电释放压紧机构(图中未示出)即可将帆板展开。太阳翼3具体由几块帆板组成，与具体卫星能源设计有关，可以是一块、两块、四块甚至更多块，本实施例对此不做具体限定。并且压紧机构与铰链均属于现有技术，故在此不做进一步赘述。

针对于扁平化SAR卫星200的搭载，扁平化SAR卫星200设置有若干个，示例性地，如图5所示，三个扁平化SAR卫星200堆叠为一组并且设置有两组并排搭载于搭载平台100上，以实现一箭多星发射。其中，搭载平台100位于运载火箭上。

在另一种实施例中，若干扁平化SAR卫星200也可围绕搭载平台100设置，即沿搭载平台100的周向设置。本实施例对扁平化SAR卫星200搭载于运载火箭的堆叠或放置形式不做具体限定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.扁平化SAR卫星，其特征在于，包括：

卫星平台(2)，所述卫星平台(2)的整体构型呈梯形体设置，所述卫星平台(2)的相对两侧相互平行，另一相对两侧设置为斜面；

SAR载荷(1)，所述SAR载荷(1)具有折叠状态和展开状态，在卫星发射时所述SAR载荷(1)保持扁平折叠状态安装于所述卫星平台(2)的顶面；以及

太阳翼(3)，两个所述太阳翼(3)分别安装于所述卫星平台(2)两侧的斜面，所述太阳翼(3)具有展开状态和折叠状态，当所述太阳翼(3)处于所述折叠状态时所述太阳翼(3)收拢于所述卫星平台(2)的两侧，并且位于折叠状态的所述SAR载荷(1)正投影的覆盖范围内。

2.根据权利要求1所述的扁平化SAR卫星，其特征在于，所述扁平化SAR卫星还包括卫星单机，所述卫星单机安装于所述卫星平台(2)的内部和/或安装于所述卫星平台(2)外侧的安装面上。

3.根据权利要求2所述的扁平化SAR卫星，其特征在于，所述卫星平台(2)包括：

底板(21)，所述底板(21)上设置有主支撑结构(22)，所述卫星单机安装于所述底板(21)和所述主支撑结构(22)，并且位于所述主支撑结构(22)围设而成的所述容纳空间中。

4.根据权利要求3所述的扁平化SAR卫星，其特征在于，所述主支撑结构(22)包括沿第一方向间隔设置的第一支撑板(221)和第二支撑板(222)，所述第一支撑板(221)和所述第二支撑板(222)分别对应于所述卫星平台(2)两侧的斜面，所述第一支撑板(221)和所述第二支撑板(222)之间沿第一方向设置有第三支撑板(223)。

5.根据权利要求4所述的扁平化SAR卫星，其特征在于，所述第三支撑板(223)的相对两侧沿第二方向分别设置有第四支撑板(224)和第五支撑板(225)，所述第一方向与所述第二方向相垂直。

6.根据权利要求5所述的扁平化SAR卫星，其特征在于，所述第四支撑板(224)和所述第五支撑板(225)沿所述第一方向间隔设置。

7.根据权利要求3所述的扁平化SAR卫星，其特征在于，所述卫星平台(2)还包括：

面板(23)，两个所述面板(23)分别安装于所述底板(21)的相对两侧；以及

顶板(24)，所述顶板(24)平行于所述底板(21)，所述顶板(24)与所述主支撑结构(22)连接，所述SAR载荷(1)安装于所述顶板(24)的顶面；以及

斜侧板(25)，两个所述斜侧板(25)分别安装于所述底板(21)的另一相对两侧，两个所述太阳翼(3)分别安装于两块所述斜侧板(25)的斜面。

8.根据权利要求7所述的扁平化SAR卫星，其特征在于，所述太阳翼(3)包括：

帆板，所述帆板至少设置有一块，所述帆板安装于所述斜侧板(25)的斜面，当所述太阳翼(3)处于所述展开状态时所述帆板与所述底板(21)平行。

9.根据权利要求1～8任一项所述的扁平化SAR卫星，其特征在于，所述卫星平台(2)为单层结构。