[发明专利]一种大型天线系统折叠装星方法

说明书

本发明一种大型天线系统折叠装星方法，步骤如下：1)按卫星坐标系方向测量得到卫星的长、宽、高尺寸，按天线展开状态下的天线坐标系方向测量得到天线原理图中尺寸；2)测量得到火箭整流罩内部空间包络尺寸；3)确定天线系统与卫星平台的位置及连接关系；4)收拢天线反射面，保证反射面收拢后的尺寸小于卫星平台尺寸；5)根据整流罩内部空间包络尺寸，确定天线馈源折叠点数量及天线馈源折叠点位置、确定天线反射面折叠点数量及天线反射面折叠点位置；6)根据天线馈源折叠点位置以及天线反射面折叠点位置，确定天线馈源折叠点折叠角度以及天线反射面折叠点折叠角度，完成天线系统折叠后装星。

技术领域

本发明涉及一种大型天线系统折叠装星方法，可以在所有装载大型天线系统的整星布局设计中推广应用。

背景技术

随着卫星对信号宽频段、高增益收发的要求不断提高，卫星将越来越多采用装载远大于卫星平台尺寸的大型天线系统来满足性能需求。

现有卫星的天线系统尺寸一般受火箭整流罩空间及卫星平台尺寸限制，特别是反射面尺寸，一般都采用卫星外面板最大安装尺寸作为约束进行天线设计。，卫星的上行、下行信号的增益与天线反射面的面积成正比，天线面积不能增加时，只能通过增加信号发射端功率来增加信号强度，导致发射端功耗增加，增加地面端、卫星端的功耗需求，最终增加整个卫星系统的制造成本和运营成本。对于高增益天线系统设计反射面的面积增加一般也对应馈源与反射面焦距的增加，更导致卫星整体尺寸的增加，超出火箭整流罩空间包络，如采用更大规格的整流罩，也将大幅增加火箭的发射成本。且对于低频段弱信号接收发射需求，必须采用超大面积(一般100m²以上)的接收面积采用满足系统要求，现有卫星平台、现役火箭整流罩空间均无法满足。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，采用天线系统多次折叠的方法，提供了一种大型天线系统折叠装星方法。通过对天线系统尺寸原理图分析、以卫星平台尺寸、火箭整流罩内部空间包络为约束条件，在不更改天线系统反射原理原则下，对天线系统尺寸进行折叠设计，最终实现满足天线系统使用需求、火箭整流罩空间和卫星平台尺寸限制的天线系统装星设计。

本发明的技术解决方案是：一种大型天线系统折叠装星方法，步骤如下：

(1)按卫星坐标系方向测量得到卫星的长、宽、高尺寸，按天线展开状态下的天线坐标系方向测量得到天线原理图中尺寸；

(2)测量得到火箭整流罩内部空间包络尺寸；

(3)确定天线系统与卫星平台的位置及连接关系，保证卫星+Z方向与天线原理中焦距尺寸方向一致，且保证卫星处于天线原理中馈源与反射面中间位置，且保证卫星平台、连接杆不遮挡馈源到反射面的波束宽度空间，且保证卫星平台、连接杆不遮挡反射面到地球的波束宽度空间；

(4)收拢天线反射面，保证反射面收拢后的尺寸小于卫星平台尺寸；

(5)根据整流罩内部空间包络尺寸，确定天线馈源折叠点数量及天线馈源折叠点位置、确定天线反射面折叠点数量及天线反射面折叠点位置，保证卫星连接反射面的连接杆长度小于卫星星体尺寸；

(6)根据天线馈源折叠点位置以及天线反射面折叠点位置，确定天线馈源折叠点折叠角度以及天线反射面折叠点折叠角度，完成天线系统折叠后装星。

所述卫星坐标系OXYZ定义如下：原点O：以星箭分离面上理论圆心为原点；OX轴：OX轴的正方向从原点指向卫星东板；OZ轴：卫星的OZ轴垂直于卫星与运载火箭的连接分离面，其正方向从原点指向对地板。OY轴：OY轴的正方向从原点指向卫星南板，与OX、OZ轴成右手系。

所述步骤4)中天线反射面收拢方法采用伞式收拢或环形桁架式收拢。

所述步骤3)中确定天线系统与卫星平台的位置及连接关系时，还需保证馈源与反射面在卫星推力器指向15°半锥角视场内无遮挡，且控制分系统敏感器视场无遮挡。