一种高通量卫星转发器设备布局的制作方法

文档序号:19904164发布日期:2020-02-11 14:15
一种高通量卫星转发器设备布局的制作方法

本发明涉及一种高通量卫星转发器设备布局,属于卫星技术领域。



背景技术:

高通量卫星载荷设备及波导数量多,造成舱内布局空间紧张,同时,覆盖区g/t值指标要求高,对有效载荷信号损耗极为敏感,信号损耗的重要部分来源于连接链路中连接设备的波导、电缆等在传输信号时的损耗。传统卫星布局一般将天线馈源布置在卫星舱外,将转发器设备布置在舱内,以保证舱内设备有适宜的安装位置、较为稳定的环境温度、较好的抗辐照环境等,但是由于舱外的馈源距离舱内转发器接收设备空间距离较远造成连接二者进行信号传输的波导距离长、信号损耗大;同时波导会占用大量的舱内布局空间,加之高通量卫星载荷设备数量多,造成舱内设备布局空间不足。以上两个问题称为制约高通量卫星性能指标及布局可实现性的关键问题。



技术实现要素:

本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种高通量卫星转发器设备布局,减少天线馈源至转发器接收设备间的信号损耗,提升卫星的g/t值性能,同时节约卫星舱内设备布局空间。

本发明的技术解决方案是:一种高通量卫星转发器设备布局,包括副舱、连接波导、天线馈源、耦合热管、卫星散热面、电缆和副舱安装板;副舱中设有卫星的转发器接收设备;所述转发器接收设备通过连接波导与天线馈源连接,通过电缆与外部设备连接;耦合热管一端安装在副舱上,另一端连接至卫星散热面;副舱安装在副舱安装板上,使得与天线馈源之间的连接波导长度最短;所述副舱安装板位于卫星舱板外表面。

进一步地,所述副舱包括盖板、上连接支架、中板和下连接支架;所述盖板和中板通过上连接支架固定连接,所述中板和副舱安装板通过下连接支架固定连接,所述转发器接收设备设在中板的上端面和下端面上。

进一步地,所述上连接支架和下连接支架设在副舱的一个侧面方向上,构成副舱一个侧面方向上的封闭结构,副舱另一个侧面方向为开敞结构,用于进行连接波导及电缆的连接。

进一步地,所述耦合热管的一端位于中板上,另一端连接至卫星散热面。

进一步地,所述中板内设有若干预埋热管,需要散热的转发器接收设备位于预埋热管上方;所述若干预埋热管连接至耦合热管上;所述需要散热的转发器接收设备为热耗大于预设值的设备。

进一步地,所述转发器接收设备通过高频电缆与其余转发器设备连接,用于传输射频信号。

进一步地,所述中板上设有转接头,转发器接收设备均与转接头一端连接,转接头另一端通过低频电缆连接至卫星能源供应设备和控制器设备,用于为转发器接收设备供电和传输控制信号。

本发明与现有技术相比的优点在于:

(1)传统卫星转发器接收设备都布局在舱内,天线馈源布局在舱外,造成了馈源至转发器接收设备间的连接波导长度长,馈源接收的信号损耗大,本发明将转发器接收设备布置在副舱内,并将副舱靠近馈源布局,以保证连接波导长度最短,降低了卫星有效载荷的信号损耗、提升了卫星g/t值性能;

(2)传统卫星转发器接收设备都布局在舱内,天线馈源布局在舱外,这样就造成了馈源至转发器接收设备间的连接波导需要穿过卫星舱板,卫星舱板需要为波导开孔,当波导数量众多时,舱板开孔面积过大,造成舱板结构强度不足,本发明天线馈源与转发器接收设备都布局在舱外,避免了卫星舱板的波导开孔,保证了卫星舱板结构强度;

(3)传统卫星转发器接收设备都布局在舱内,天线馈源布局在舱外,这样就造成了馈源至转发器接收设备间的连接波导长度长,波导路径上占用了大面积的卫星布局空间,本发明天线馈源与转发器接收设备都布局在舱外,波导长度短,馈源接收的信号经过副舱后,通过高频电缆连至舱内,节约了卫星布局空间;

(4)传统卫星实现舱外转发器设备安装要在卫星舱外建立封闭箱体结构,在箱体内部安装设备,而本发明设计了呈鼎状结构的副舱,副舱中板上下表面均安装设备,空间利用率高,在连接波导及高频电缆的方向为开敞结构,便于波导及高频电缆进行装配,同时减轻了整个副舱的重量。

附图说明

图1为传统有效载荷原理框图对应设备布局划分;

图2为本发明有效载荷原理框图对应设备布局划分;

图3为本发明卫星设备布局示意图;

图4为本发明副舱组件构型示意图;

图5为本发明副舱组件爆炸图示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示,卫星典型转发器接收设备包括输入预选器、开关、低噪声放大器等设备,转发器接收设备的主要作用是对天线馈源接收到的信号进行放大,地面向卫星发射的信号经过空间远距离传输,当被天线馈源接收到时,信号强度已经非常微弱,在传输到转发器接收设备前,对信号的损耗极为敏感,此时的信号损耗主要来源就是信号在天线馈源至转发器接收设备连接波导中传导带来损耗,损耗的数值与波导的长度正相关,传统方法将天线馈源布置在舱外,将转发器接收设备布置在舱内,二者空间位置距离远,造成连接波导长度长、信号损耗大。

如图2,一种高通量卫星转发器设备布局,包括副舱1、连接波导2、天线馈源3、耦合热管4、卫星散热面5、电缆6和副舱安装板7;副舱1中设有卫星的转发器接收设备13;所述转发器接收设备13通过连接波导2与天线馈源3连接,通过电缆6与外部设备连接;耦合热管4一端安装在副舱1上,另一端连接至卫星散热面5;副舱1安装在副舱安装板7上,使得与天线馈源3之间的连接波导2长度最短;所述副舱安装板7位于卫星舱板外表面。即,将副舱1布局在天线馈源3附近位置,副舱1内安装转发器接收设备13,以保证天线馈源3至转发器接收设备13的连接波导2长度最短、信号损耗最小,天线馈源3接收的信号经过转发器接收设备13放大后,此时信号对损耗已经不敏感,此时将信号通过高频电缆6引入舱内,从而保证了信号的g/t值性能。

图3为副舱1在卫星中的布局的典型示例,其中,副舱1布置舱外在尽量靠近天线馈源3的位置,整个副舱1用热控多层包覆,同空间外热流隔离,保证相对稳定的热环境,天线馈源3至副舱1间的连接波导2,一个副舱1可以配合若干个天线馈源3使用,所述耦合热管4的一端位于中板10上,所述中板10内设有若干预埋热管14,需要散热的转发器接收设备13位于预埋热管14上方;所述若干预埋热管14连接至耦合热管4上;所述需要散热的转发器接收设备13为热耗大于预设值的转发器接收设备13。即耦合热管4一端紧贴在中板10上,另一端紧贴在卫星散热面5上,将副舱1中板10安装设备的热量通过预埋热管14汇集后再经过耦合热管4传导至卫星散热面5进行散热,天线馈源3接收的信号经过副舱1中设备放大后,转为高频电缆进行传输,副舱安装板7为卫星的结构舱板。

图4为副舱1组件构型爆炸图,所述副舱1包括盖板8、上连接支架9、中板10和下连接支架11;所述盖板8和中板10通过上连接支架9固定连接,所述中板10和副舱安装板7通过下连接支架11固定连接,所述转发器接收设备13设在中板10的上端面和下端面上。所述上连接支架9和下连接支架11设在副舱1的一个侧面方向上,构成副舱1一个侧面方向上的封闭结构,副舱1另一个侧面方向为开敞结构,用于进行连接波导2及电缆6的连接。整个副舱1构型呈鼎状,因为转发器设备都安装在中板10上,所以副舱1的主要重量集中在中板10上,下连接支架11构成的安装底面面积大于中板10,构型结构稳固,力学性能好。同时,副舱1盖板8的面积也大于中板10,可对中板10上设备受到的空间辐照进行遮挡,保证设备受到的空间辐照满足设备使用要求。副舱1中板10上下表面均安装设备,空间利用率高,在连接波导2及高频电缆6的方向为开敞结构,便于波导及高频电缆6进行装配,同时有效减轻了整个副舱1的重量。

其中,所述转发器接收设备13通过高频电缆与其余转发器设备连接,用于传输射频信号。所述中板10上设有转接头,转发器接收设备13均与转接头一端连接,转接头另一端通过低频电缆连接至卫星能源供应设备和控制器设备,用于为转发器接收设备13供电和传输控制信号。构成副舱1一个侧面方向上为封闭结构,用于进行结构连接,副舱1另一个侧面方向为开敞结构,便于进行波导及高频电缆6连接,其中,盖板8有三个作用:一为副舱1内设备提供屏蔽厚度;二为热控多层提供固定面;三将副舱1形成闭合结构保证副舱1的力学性能,9为上连接支架9,盖板8和中板10通过它进行固定连接,中板10的上下表面均安装设备,中板10和卫星舱板通过下连接支架11进行固定连接,转发器接收设备13均与转接头一端连接,转接头另一端通过低频电缆6连接至卫星能源供应设备和控制器设备,用于为转发器接收设备13供电和传输控制信号。

如图5,中板10上设备布局,13为转发器接收设备13,一般包括输入预选器、开关、低噪声放大器等设备,14为预埋热管14,它预埋在中板10内,需要散热的转发器接收设备13位于预埋热管14上方,需要散热的转发器接收设备13为热耗大于预设值的转发器接收设备13。中板10上的设备的热量经过预埋热管14传导至耦合热管4,再经过耦合热管4最终传导至卫星散热面5上。

本发明提出一种“舱外舱”高通量卫星布局方法,在舱外天线馈源3附近构建了独立“副舱1”,将转发器接收设备13布置在舱外天线馈源3附近位置副舱1内,以保证天线馈源3至转发器接收设备13间的连接波导2长度最短、减少信号损耗,提升卫星的g/t值性能;由副舱1中板10提供设备的安装接口,通过预埋热管14及耦合热管4,将设备发热传导至通信舱散热面散出,通过热控多层将副舱1整体包覆,实现副舱1与外部空间环境的热隔离,保证副舱1内设备的工作温度环境,同时通过合理选择副舱1盖板8材料,提供足够的等效铝厚度,给舱内设备提供足够的抗辐照条件;通过将转发器接收设备13布置在副舱1内,使卫星舱内减少设备安装及穿舱波导走向的空间需求,节约了舱内布局空间。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

再多了解一些
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