[发明专利]一种卫星穿舱波导的连接结构

说明书

本发明公开了一种卫星穿舱波导的连接结构，涉及卫星载荷设计领域，连接结构包括卫星舱板，开设有穿舱豁口；穿舱法兰，盖设于穿舱豁口位置、并与卫星舱板固定连接，开设有连接孔；舱内波导组件，与穿舱法兰连接；舱外波导组件，通过连接孔与舱内波导组件连接。该连接结构能够对舱板进行刚度补偿，提高舱板整体刚度，降低舱板因穿舱豁口带来的刚度损失，可阻断穿舱波导舱内部分组件的安装误差，有效保证了穿舱波导出舱后与天线等舱外设备对接的准确度。

技术领域

本发明提出一种卫星穿舱波导的连接结构，属于卫星载荷设计领域。

背景技术

随着高通量通信卫星的快速发展，单个或者少数几个信关站管理多个用户波束技术的应用越来越普及，因此在载荷系统发射链路中，大量使用行波管放大器，信号放大后经隔离器、切换开关、输出多工器/滤波器等，上载到发射天线，由天线辐射至地面用户区域，此类转发器由于其系统特点，决定了在卫星载荷舱布局时，输出滤波器/多工器与发射天线之间连接大量的波导，均需从载荷舱内部，穿过卫星舱板与天线馈源口连接。

以亚太6D卫星为例，该星转发器由8个信关站(含备份)，管理90个用户波束，前返向发射链路共配置54台行波管放大器，其行波管放大器、切换开关及输出滤波器/多工器等设备全部布局在载荷舱内，连接输出滤波器/多工器与发射天线馈源的波导数量达到了106路，均需由载荷舱内部穿过卫星对地板与天线馈源连接。

传统设计中，穿舱口波导穿舱时，仅在舱板对应位置开出满足波导穿舱空间的矩形或圆形豁口，除满足波导安装需求外，不再进行其他处理，这是基于传统卫星布局空间充裕，且穿舱波导数量极少(一般不超过10路)，波导在穿舱前后就近设计固定支架即可满足为穿舱波导舱内部分提供安装定位和支撑要求，无需特殊处理。但对于高通量多波束卫星，大量的波导穿舱，即使对波导分组并进行集中设计，也需要在舱板上设置一处或者多处尺寸极大的豁口(豁口的数量及位置取决于布局设计)，大尺寸豁口的设置会导致舱板的刚度降低，极大降低整星的抗力学能力；同时，高通量卫星一般布局空间都极为紧张，无法通过在穿舱前后就近设计波导固定支架的方式对穿舱波导进行支撑，几乎无法实现；此外，由于穿舱波导的分段安装(舱内部分先安装，合舱后安装舱外部分)，舱内部分的波导在出舱位置安装时无有效定位，处于一端悬空状态，合舱后，舱体形成封闭空间，舱内波导无法调整，安装误差无法消除，合舱后内外两部分波导的安装误差一直累计到天线对接口，与天线对接存在较大风险。因此对于类似高通量卫星的多波导穿舱，需要专门进行设计。

从现有的公开资料中，国内未见有与本发明相同的应用描述。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星穿舱波导的连接结构，解决在卫星载荷舱波导穿舱尤其是多数目波导穿舱设计中，传统设计方案无法解决的穿舱波导的支撑、舱内部分安装定位及穿舱豁口降低舱板刚度的难题。

通过穿舱法兰和特殊波导法兰的设计，可在满足波导穿舱需求的同时，解决大尺寸穿舱豁口降低舱板刚度和波导支撑及安装定位问题。目前已在亚太6D等多颗通信卫星上通过飞行及在轨验证，结构良好，在后续高通量卫星上具有重要的技术价值和广阔的应用前景。

本发明的技术解决方案是：

一种卫星穿舱波导的连接结构，包括：

卫星舱板，开设有穿舱豁口及连接孔；穿舱法兰，盖设于穿舱豁口位置、并与卫星舱板固定连接，穿舱法兰开设有连接孔、豁口；舱内波导组件，通过设计的特殊法兰与穿舱法兰连接；舱外波导组件，通过连接孔与舱内波导组件连接。

所述舱内波导组件包括特殊法兰和舱内段波导管，特殊法兰与舱内段波导管通过焊接形成舱内波导组件，并通过特殊法兰与穿舱法兰连接。

所述舱外波导组件包括标准法兰和舱外段波导管，标准法兰与舱外段波导管通过焊接形成舱外波导组件，并通过标准法兰与特殊法兰连接，完成舱内外波导组件的对接。