適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構的制作方法

本發明涉及衛星設計，尤其涉及一種適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構。

背景技術：

1、隨著衛星技術的發展，通信衛星市場對衛星平臺服務能力提出了越來越高的要求，地球同步軌道通信衛星發展至今已得到廣泛應用，其結構形式多為承力筒式或者桁架式，主要特征是具有大面積的太陽翼以提供充足的供電能力，具有大面積的南北面作為大量載荷設備的安裝面和散熱面，東西面和對地面用于安裝天線主載荷用于通信收發。

2、根據通信需求的不斷擴大，大規模的高通量固定波束覆蓋、適應機動對象的點波束天線覆蓋以及星間、星地高速數據傳輸的激光光通信，越來越多的在星上開始應用。

3、因此，適應復雜天線載荷、激光光學載荷的衛星構型，是當前衛星總體設計中亟待解決的技術難題。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，能夠優化衛星空間布局，改善光學頭部載荷在軌電性能，提升光學載荷在軌的力學穩定性。

2、為了實現上述目的，本發明提供了一種適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，包括載荷艙主體、多幅點波束反射面天線、至少一光學頭部載荷、測控天線塔、至少一對矢量調節機構與電推力器組合體以及一對太陽翼，所述載荷艙主體包括分布在四個方位的載荷艙東板、載荷艙西板、載荷艙南板以及載荷艙北板，所述載荷艙主體的頂部為對地面艙板，所述對地面艙板上表面局部向外延伸形成至少一擴展區域，所述至少一光學頭部載荷分別通過架高支架安裝在對應的所述擴展區域上，所述擴展區域的下方設有與所述載荷艙主體連接的斜支撐結構，所述斜支撐結構連接并支撐著所述擴展區域；所述測控天線塔安裝于所述對地面艙板的中間位置，所述多幅點波束反射面天線安裝于對所述地面艙板上并分布在所述測控天線塔四周，所述一對太陽翼分別安裝于所述斜支撐結構下方的所述載荷艙南板和所述載荷艙北板，至少一對所述矢量調節機構與電推力器組合體安裝于所述一對太陽翼下方。

3、進一步的，包括有第一擴展區域和第二擴展區域，所述第一擴展區域和所述第二擴展區域分別位于所述對地面艙板西側向南北延伸的方位上。

4、進一步的，所述測控天線塔上安裝著遙測天線、遙控天線以及點波束天線的饋源喇叭，所述測控天線塔周圍的所述對地面艙板上安裝著點波束反射面天線，所述點波束反射面天線的反射面與所述饋源喇叭共同形成n副偏饋形式的第一點波束天線，所述對地面艙板上還安裝著m副正饋形式的第二點波束天線；其中，m、n均為大于或等于1的正整數。

5、進一步的，所述第一點波束天線的反射面、所述測控天線塔以及所述第一點波束天線的反射面和所述測控天線塔在所述對地面艙板上的安裝區域的表面均采用硅氧烷膜多層隔熱組件材料。

6、進一步的，所述載荷艙東板和所述載荷艙西板上分別安裝著一套雙重疊天線，所述雙重疊天線對應的天線饋源通過饋源支撐結構分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板靠近于所述對地面艙板的位置上，所述雙重疊天線對應的天線指向機構分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板遠離于所述對地面艙板的位置上，所述雙重疊天線對應的天線主反射面及鎖緊釋放裝置分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板的中間位置。

7、進一步的，所述第一擴展區域和所述第二擴展區域下方分別連接著第一斜支撐結構和第二斜支撐結構，所述第一斜支撐結構和所述第二斜支撐結構下方對應的載荷艙板上安裝著所述一對太陽翼。

8、進一步的，所述太陽翼下方對應的載荷艙板上安裝著離子推力器和用于在軌角度調整的電推進矢量調節機構。

9、進一步的，每一所述斜支撐結構由兩個三角斜支撐板和一封堵板構成，兩個所述三角斜支撐板分別安裝于所述封堵板兩側，且所述三角斜支撐板和所述封堵板構成的上表面與對應的所述擴展區域連接；所述封堵板上還設有電纜穿艙孔。

10、本發明提供的適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構通過對地面進行空間上的拓展，實現了天線載荷和激光載荷對空間的最大化利用；通過在南北拓展區域布局光學載荷，并架高激光光學頭部載荷，光學載荷附件艙板及天線使用更高發射吸收比的硅氧烷膜多層隔熱組件材料，降低空間環境對光學載荷的熱輻射影響，改善光學頭部載荷在軌電性能；通過在對地面拓展部分下方設置斜支撐結構，進行結構加強，改善光學頭部載荷在衛星發射階段、在軌階段的力學響應，提升光學載荷在軌的力學穩定性；通過將東西天線各部件進行合理區間布局，減少了天線饋源與艙內設備的空間距離，降低了轉發器輸入鏈路、輸出鏈路的空間損耗，改善有效載荷電性能；通過合理利用南北側空間，進行太陽翼和電推進離子推力器、矢量調節機構的優化布局，提升衛星在軌使用效率；實現了基于現有成熟衛星平臺狀態，在化電混合推進形式下，最多數量反射面天線的應用，并保證了激光載荷的在軌應用。

技術特征：

1.一種適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，其特征在于，包括載荷艙主體、多幅點波束反射面天線、至少一光學頭部載荷、測控天線塔、至少一對矢量調節機構與電推力器組合體以及一對太陽翼，所述載荷艙主體包括分布在四個方位的載荷艙東板、載荷艙西板、載荷艙南板以及載荷艙北板，所述載荷艙主體的頂部為對地面艙板，所述對地面艙板上表面局部向外延伸形成至少一擴展區域，所述至少一光學頭部載荷分別通過架高支架安裝在對應的所述擴展區域上，所述擴展區域的下方設有與所述載荷艙主體連接的斜支撐結構，所述斜支撐結構連接并支撐著所述擴展區域；所述測控天線塔安裝于所述對地面艙板的中間位置，所述多幅點波束反射面天線安裝于對所述地面艙板上并分布在所述測控天線塔四周，所述一對太陽翼分別安裝于所述斜支撐結構下方的所述載荷艙南板和所述載荷艙北板，至少一對所述矢量調節機構與電推力器組合體安裝于所述一對太陽翼下方。

2.根據權利要求1所述的適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，其特征在于，包括有第一擴展區域和第二擴展區域，所述第一擴展區域和所述第二擴展區域分別位于所述對地面艙板西側向南北延伸的方位上。

3.根據權利要求1所述的適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，其特征在于，所述測控天線塔上安裝著遙測天線、遙控天線以及點波束天線的饋源喇叭，所述測控天線塔周圍的所述對地面艙板上安裝著點波束反射面天線，所述點波束反射面天線的反射面與所述饋源喇叭共同形成n副偏饋形式的第一點波束天線，所述對地面艙板上還安裝著m副正饋形式的第二點波束天線；其中，m、n均為大于或等于1的正整數。

4.根據權利要求3所述的適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，其特征在于，所述第一點波束天線的反射面、所述測控天線塔以及所述第一點波束天線的反射面和所述測控天線塔在所述對地面艙板上的安裝區域的表面均采用硅氧烷膜多層隔熱組件材料。

5.根據權利要求1所述的適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，其特征在于，所述載荷艙東板和所述載荷艙西板上分別安裝著一套雙重疊天線，所述雙重疊天線對應的天線饋源通過饋源支撐結構分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板靠近于所述對地面艙板的位置上，所述雙重疊天線對應的天線指向機構分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板遠離于所述對地面艙板的位置上，所述雙重疊天線對應的天線主反射面及鎖緊釋放裝置分別安裝于所述載荷艙東板和所述載荷艙西板的中間位置。

6.根據權利要求2所述的適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，其特征在于，所述第一擴展區域和所述第二擴展區域下方分別連接著第一斜支撐結構和第二斜支撐結構，所述第一斜支撐結構和所述第二斜支撐結構下方對應的載荷艙板上安裝著所述一對太陽翼。

7.根據權利要求6所述的適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，其特征在于，所述太陽翼下方對應的載荷艙板上安裝著離子推力器和用于在軌角度調整的電推進矢量調節機構。

8.根據權利要求1所述的適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，其特征在于，每一所述斜支撐結構由兩個三角斜支撐板和一封堵板構成，兩個所述三角斜支撐板分別安裝于所述封堵板兩側，且所述三角斜支撐板和所述封堵板構成的上表面與對應的所述擴展區域連接；所述封堵板上還設有電纜穿艙孔。

技術總結
本發明提供了一種適應復雜天線載荷的化電混合推進衛星布局結構，包括載荷艙主體、多幅點波束反射面天線、至少一光學頭部載荷、測控天線塔至少一對矢量調節機構與電推力器組合體以及一對太陽翼，載荷艙主體的頂部為對地面艙板，對地面艙板上表面局部向外延伸形成至少一擴展區域，至少一光學頭部載荷分別通過架高支架安裝在對應的擴展區域上，擴展區域的下方設有與載荷艙主體連接的斜支撐結構，斜支撐結構連接并支撐著擴展區域；測控天線塔安裝于對地面艙板的中間位置，多幅點波束反射面天線、矢量調節機構與電推力器組合體以及太陽翼進行布局優化。如此，本發明能夠優化衛星空間布局，改善光學頭部載荷在軌電性能，提升光學載荷在軌的力學穩定性。

技術研發人員：陶成,張磊,單穎蕾,吳瑞蘭,郭琳,劉輝,陳明章
受保護的技術使用者：中國空間技術研究院
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21