[发明专利]极轨卫星大功率相控阵天线供配电系统设计方法

摘要

本发明提供了一种极轨卫星大功率相控阵天线供配电系统设计方法，其包括以下步骤：根据相控阵上万瓦功率需求和极轨特点，确定采用不调节高压双母线电源；进行太阳电池阵设计，根据极轨特点，确定太阳电池阵工作电压70V左右，开路电压超过80V，并采取防静电措施等，解决了极轨卫星大功率相控阵天线所需的高压大电流产生、控制以及相控阵天线严格的加电顺序控制难题，消除了天线单母线供电设计存在的单点失效隐患，降低了天线母线配电控制单元电路开关元器件的选型难度等，大大提高了卫星相控阵雷达天线供配电系统工作的可靠性和安全性。

主权项

1.一种极轨卫星大功率相控阵天线供配电系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：根据相控阵天线阵面有源单机数量多及单机总功耗高达上万瓦情况，确定采用不调节高压双母线电源给天线供电；该供配电系统包括太阳电池阵、锂离子蓄电池组、锂电池控制管理单元、天线配电控制单元、阵面二次电源和负载设备；确定蓄电池组工作电压50V‑70V，据此确定太阳电池阵设计和阵面二次电源技术指标；步骤二：根据工作电压50V‑70V要求进行太阳电池阵设计，开路电压超过80V，工作电压70V，由于极轨特点需采取防静电措施；步骤三：根据工作电压50V‑70V和输出大功率要求进行锂离子蓄电池组设计，确定高放电倍率单体，采取多串多并方式组成蓄电池组，两组蓄电池输出功率超过1万瓦；步骤四：进行锂电池控制管理单元设计，对锂离子蓄电池组进行充电控制，对锂离子单体进行均衡控制；步骤五：沿天线阵面距离向和方位向将天线阵面有源单机划分成为若干个有源模块，每个有源模块包含的有源单机种类和数量基本相同；每个有源模块用一台阵面二次电源单机供电；天线阵面方位向将天线阵面有源模块分为上下两部分；第一锂离子蓄电池组给天线上半阵面有源模块供电，第二锂离子蓄电池组给天线下半阵面有源模块供电；步骤六：天线配电控制单元内两条母线分别设计放电开关电路和消浪涌电路，两条母线之间设计合路开关电路；这些开关仅作为总开关主要用于地面测试，卫星在轨一般不动作，只有在一条母线出现异常需要单母线供电时进行切换；步骤七：进行阵面二次电源输出开关控制电路设计；考虑到相控阵天线的大容性负载特性，为减小加电产生的浪涌电流，沿天线阵面方位向，一条指令控制天线阵面距离向一行有源模块加电或断电；采用小型高可靠继电器控制负母线的消浪涌MOS管通断作为二次电源工作开关，确保第一二次电源、第二二次电源首先输出，然后第三二次电源才能输出；采用小型高可靠继电器通过控制光耦通断进行第三二次电源使能控制；步骤八：进行阵面二次电源设计，根据负载设备要求输出多路二次电源，其中第一二次电源、第二二次电源一起开机，但需首先开机；第三二次电源必须在第一二次电源、第二二次电源开机后才能开机。