适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构的制作方法

本发明涉及卫星设计，尤其涉及一种适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构。

背景技术：

1、随着卫星技术的发展，通信卫星市场对卫星平台服务能力提出了越来越高的要求，地球同步轨道通信卫星发展至今已得到广泛应用，其结构形式多为承力筒式或者桁架式，主要特征是具有大面积的太阳翼以提供充足的供电能力，具有大面积的南北面作为大量载荷设备的安装面和散热面，东西面和对地面用于安装天线主载荷用于通信收发。

2、根据通信需求的不断扩大，大规模的高通量固定波束覆盖、适应机动对象的点波束天线覆盖以及星间、星地高速数据传输的激光光通信，越来越多的在星上开始应用。

3、因此，适应复杂天线载荷、激光光学载荷的卫星构型，是当前卫星总体设计中亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，能够优化卫星空间布局，改善光学头部载荷在轨电性能，提升光学载荷在轨的力学稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，包括载荷舱主体、多幅点波束反射面天线、至少一光学头部载荷、测控天线塔、至少一对矢量调节机构与电推力器组合体以及一对太阳翼，所述载荷舱主体包括分布在四个方位的载荷舱东板、载荷舱西板、载荷舱南板以及载荷舱北板，所述载荷舱主体的顶部为对地面舱板，所述对地面舱板上表面局部向外延伸形成至少一扩展区域，所述至少一光学头部载荷分别通过架高支架安装在对应的所述扩展区域上，所述扩展区域的下方设有与所述载荷舱主体连接的斜支撑结构，所述斜支撑结构连接并支撑着所述扩展区域；所述测控天线塔安装于所述对地面舱板的中间位置，所述多幅点波束反射面天线安装于对所述地面舱板上并分布在所述测控天线塔四周，所述一对太阳翼分别安装于所述斜支撑结构下方的所述载荷舱南板和所述载荷舱北板，至少一对所述矢量调节机构与电推力器组合体安装于所述一对太阳翼下方。

3、进一步的，包括有第一扩展区域和第二扩展区域，所述第一扩展区域和所述第二扩展区域分别位于所述对地面舱板西侧向南北延伸的方位上。

4、进一步的，所述测控天线塔上安装着遥测天线、遥控天线以及点波束天线的馈源喇叭，所述测控天线塔周围的所述对地面舱板上安装着点波束反射面天线，所述点波束反射面天线的反射面与所述馈源喇叭共同形成n副偏馈形式的第一点波束天线，所述对地面舱板上还安装着m副正馈形式的第二点波束天线；其中，m、n均为大于或等于1的正整数。

5、进一步的，所述第一点波束天线的反射面、所述测控天线塔以及所述第一点波束天线的反射面和所述测控天线塔在所述对地面舱板上的安装区域的表面均采用硅氧烷膜多层隔热组件材料。

6、进一步的，所述载荷舱东板和所述载荷舱西板上分别安装着一套双重叠天线，所述双重叠天线对应的天线馈源通过馈源支撑结构分别安装于所述载荷舱东板和所述载荷舱西板靠近于所述对地面舱板的位置上，所述双重叠天线对应的天线指向机构分别安装于所述载荷舱东板和所述载荷舱西板远离于所述对地面舱板的位置上，所述双重叠天线对应的天线主反射面及锁紧释放装置分别安装于所述载荷舱东板和所述载荷舱西板的中间位置。

7、进一步的，所述第一扩展区域和所述第二扩展区域下方分别连接着第一斜支撑结构和第二斜支撑结构，所述第一斜支撑结构和所述第二斜支撑结构下方对应的载荷舱板上安装着所述一对太阳翼。

8、进一步的，所述太阳翼下方对应的载荷舱板上安装着离子推力器和用于在轨角度调整的电推进矢量调节机构。

9、进一步的，每一所述斜支撑结构由两个三角斜支撑板和一封堵板构成，两个所述三角斜支撑板分别安装于所述封堵板两侧，且所述三角斜支撑板和所述封堵板构成的上表面与对应的所述扩展区域连接；所述封堵板上还设有电缆穿舱孔。

10、本发明提供的适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构通过对地面进行空间上的拓展，实现了天线载荷和激光载荷对空间的最大化利用；通过在南北拓展区域布局光学载荷，并架高激光光学头部载荷，光学载荷附件舱板及天线使用更高发射吸收比的硅氧烷膜多层隔热组件材料，降低空间环境对光学载荷的热辐射影响，改善光学头部载荷在轨电性能；通过在对地面拓展部分下方设置斜支撑结构，进行结构加强，改善光学头部载荷在卫星发射阶段、在轨阶段的力学响应，提升光学载荷在轨的力学稳定性；通过将东西天线各部件进行合理区间布局，减少了天线馈源与舱内设备的空间距离，降低了转发器输入链路、输出链路的空间损耗，改善有效载荷电性能；通过合理利用南北侧空间，进行太阳翼和电推进离子推力器、矢量调节机构的优化布局，提升卫星在轨使用效率；实现了基于现有成熟卫星平台状态，在化电混合推进形式下，最多数量反射面天线的应用，并保证了激光载荷的在轨应用。

技术特征：

1.一种适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，其特征在于，包括载荷舱主体、多幅点波束反射面天线、至少一光学头部载荷、测控天线塔、至少一对矢量调节机构与电推力器组合体以及一对太阳翼，所述载荷舱主体包括分布在四个方位的载荷舱东板、载荷舱西板、载荷舱南板以及载荷舱北板，所述载荷舱主体的顶部为对地面舱板，所述对地面舱板上表面局部向外延伸形成至少一扩展区域，所述至少一光学头部载荷分别通过架高支架安装在对应的所述扩展区域上，所述扩展区域的下方设有与所述载荷舱主体连接的斜支撑结构，所述斜支撑结构连接并支撑着所述扩展区域；所述测控天线塔安装于所述对地面舱板的中间位置，所述多幅点波束反射面天线安装于对所述地面舱板上并分布在所述测控天线塔四周，所述一对太阳翼分别安装于所述斜支撑结构下方的所述载荷舱南板和所述载荷舱北板，至少一对所述矢量调节机构与电推力器组合体安装于所述一对太阳翼下方。

2.根据权利要求1所述的适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，其特征在于，包括有第一扩展区域和第二扩展区域，所述第一扩展区域和所述第二扩展区域分别位于所述对地面舱板西侧向南北延伸的方位上。

3.根据权利要求1所述的适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，其特征在于，所述测控天线塔上安装着遥测天线、遥控天线以及点波束天线的馈源喇叭，所述测控天线塔周围的所述对地面舱板上安装着点波束反射面天线，所述点波束反射面天线的反射面与所述馈源喇叭共同形成n副偏馈形式的第一点波束天线，所述对地面舱板上还安装着m副正馈形式的第二点波束天线；其中，m、n均为大于或等于1的正整数。

4.根据权利要求3所述的适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，其特征在于，所述第一点波束天线的反射面、所述测控天线塔以及所述第一点波束天线的反射面和所述测控天线塔在所述对地面舱板上的安装区域的表面均采用硅氧烷膜多层隔热组件材料。

5.根据权利要求1所述的适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，其特征在于，所述载荷舱东板和所述载荷舱西板上分别安装着一套双重叠天线，所述双重叠天线对应的天线馈源通过馈源支撑结构分别安装于所述载荷舱东板和所述载荷舱西板靠近于所述对地面舱板的位置上，所述双重叠天线对应的天线指向机构分别安装于所述载荷舱东板和所述载荷舱西板远离于所述对地面舱板的位置上，所述双重叠天线对应的天线主反射面及锁紧释放装置分别安装于所述载荷舱东板和所述载荷舱西板的中间位置。

6.根据权利要求2所述的适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，其特征在于，所述第一扩展区域和所述第二扩展区域下方分别连接着第一斜支撑结构和第二斜支撑结构，所述第一斜支撑结构和所述第二斜支撑结构下方对应的载荷舱板上安装着所述一对太阳翼。

7.根据权利要求6所述的适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，其特征在于，所述太阳翼下方对应的载荷舱板上安装着离子推力器和用于在轨角度调整的电推进矢量调节机构。

8.根据权利要求1所述的适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，其特征在于，每一所述斜支撑结构由两个三角斜支撑板和一封堵板构成，两个所述三角斜支撑板分别安装于所述封堵板两侧，且所述三角斜支撑板和所述封堵板构成的上表面与对应的所述扩展区域连接；所述封堵板上还设有电缆穿舱孔。

技术总结
本发明提供了一种适应复杂天线载荷的化电混合推进卫星布局结构，包括载荷舱主体、多幅点波束反射面天线、至少一光学头部载荷、测控天线塔至少一对矢量调节机构与电推力器组合体以及一对太阳翼，载荷舱主体的顶部为对地面舱板，对地面舱板上表面局部向外延伸形成至少一扩展区域，至少一光学头部载荷分别通过架高支架安装在对应的扩展区域上，扩展区域的下方设有与载荷舱主体连接的斜支撑结构，斜支撑结构连接并支撑着扩展区域；测控天线塔安装于对地面舱板的中间位置，多幅点波束反射面天线、矢量调节机构与电推力器组合体以及太阳翼进行布局优化。如此，本发明能够优化卫星空间布局，改善光学头部载荷在轨电性能，提升光学载荷在轨的力学稳定性。

技术研发人员：陶成,张磊,单颖蕾,吴瑞兰,郭琳,刘辉,陈明章
受保护的技术使用者：中国空间技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/10/21