[發明專利]適應星間傳輸的對地數傳天線布局方法

有效

• 申請號: 202010786938.6
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111786087B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 顧永坤;馮彥軍;曹岸杰;黃業平;仲惟超;張國強
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: H01Q1/28
• 分類號: H01Q1/28
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種適應星間傳輸的對地數傳天線布局方法，首先確定在軌運行衛星上數傳天線對地、星間數據傳輸的需求，其次，確定數傳天線在軌運行衛星上的安裝位置與軸線指向，最后，確定數傳天線與在軌運行衛星的連接方式，保證數傳天線不被遮擋。通過本發明中的方法解決了星座組網多顆衛星伴飛、繞飛過程中，衛星在軌半空域星間數傳天線波束遮擋、數傳天線與對地面載荷、太陽陣干涉以及發射時整流罩內空間狹小的構型布局問題，實現了半空域數據傳輸、多組件干涉消除、適應整流罩內部空間使用的有益效果，提供了一種擴展能力強、適用性高的選用型式，具有較高的通用性。

技術領域

本發明涉及空間飛行器構型與布局設計、地面與在軌通信信號數據傳輸以及多約束系統集成與兼容性技術，具體地，涉及一種適應星間傳輸的對地數傳天線布局方法，尤其涉及衛星上一種滿足運載火箭整流罩內部容納空間、適應星間數據傳輸要求的對地數傳天線的布局方法。

背景技術

未來航天器將朝著大型化、多功能化、性能擴展以及高集成度等方向發展。這些航天器在構型和布局過程中的顯著特點主要包括：尺寸包絡要求更大、探測范圍更廣、干涉遮擋問題更突出，布局優化能力急待增強。

對相關技術進行論文檢索，《星載測控天線的布局與設計》(章英杰，徐昌慶，信息技術,2011(9):59-61)，主要闡述通過對天和對地分配能量的調整，以及對天和對地天線的合理布局和設計來調整干涉區的位置，此星載測控天線往往通過幾副天線的合成來達到方向圖的準全向，但是未涉及點波束數傳天線半域空間覆蓋、在軌星間傳輸問題。

通過對相關技術進行專利檢索，專利文獻CN107819196A公開了一種帶性能約束的三維指向對地數傳天線布局系統，主要涉及單臺天線坐標系定義、鄰近單機隔離、安裝剛度、電纜敷設以及精度控制，實現單臺三維指向對地數傳天線在衛星上的安裝，不涉及多臺數傳天線的對稱布局、半空域覆蓋和星間傳輸。

隨著通信領域高低軌衛星、星座組網等在軌應用不斷提出，現有數傳天線單一對地進行通信信號傳輸能力已不適應多星繞飛、伴飛對前后、左右側向星間數據傳輸的需求。對于安裝于衛星對地面的數傳天線，天線正下方、前后方和左右側構成安裝面以下的半個空域(半球體)，必須開展復雜指向的數傳天線構型布局研究，開發一種既能滿足運載火箭整流罩內部空間、也能適應星間傳輸的對地數傳天線布局辦法。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種適應星間傳輸的對地數傳天線布局方法。

根據本發明提供的一種適應星間傳輸的對地數傳天線布局方法，

步驟1：確定衛星上數傳天線對地、星間數據傳輸的需求：

步驟2：確定數傳天線在衛星上的安裝位置與軸線指向：

步驟3：確定數傳天線與衛星的連接方式，保證數傳天線不被遮擋。

優選地，所述數傳天線對地數據傳輸的需求為在衛星上的數傳天線能夠指向地球表面數據接收站，以建立穩定的數據傳輸鏈路指向關系；

所述數傳天線對星間數據傳輸的需求為衛星上數傳天線能夠與運行軌道前后、左右方位其他衛星上接收設備實現星間數據傳輸。

優選地，根據地球表面數據接收站以及在軌數據接收的在軌運行衛星的空間方位，確定數傳天線布局所需的轉動角度范圍。

優選地，所述數傳天線數量為2臺，根據在軌運行衛星星體、對地面載荷包絡尺寸以及太陽陣布局位置，2臺所述數傳天線對稱安裝在在軌運行衛星的數傳天線安裝面上，其中，所述數傳天線安裝面與地面平行，數傳天線的初始軸線與對地面法線平行。

優選地，所述數傳天線與衛星星體之間通過2套具有收攏和展開功能的伸展機構連接，所述伸展機構展開角為90°，通過火工品收攏壓緊于衛星的側板上。