GEO卫星网状天线遮挡对太阳电池阵输出功率影响的分析及对策

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1、第26卷第2期航天器工程V01．26No．22017年4月SPACECRAFTENGINEERING91GEO卫星网状天线遮挡对太阳电池阵输出功率影响的分析及对策袁丽丽寻薇王利然王威梁新刚(中国空间技术研究院通信卫星事业部，北京100094)摘要大型网状天线已经在地球同步轨道(GEO)卫星中得到广泛应用，天线在轨展开后不可避免地会对太阳电池阵产生遮挡。文章分析了大型网状天线对太阳电池阵的遮挡，综合考虑遮挡对太阳电池电路特性、太阳电池阵有效面积和温度的影响，并进行了遮挡损失模拟试验。针对影响分析结果，提出了合理的应对策略，

2、如太阳电池阵被遮挡后功率不足时由蓄电池组参与联合供电，可为电源系统功率设计提供参考。关键词卫星网状天线；太阳电池阵；遮挡分析；输出功率中图分类号：TP391．41文献标志码：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2017．02．013AnalysisandSolutionofInfluenceonSolarArraysoutputPowerbyNettyAntennaShadowforGEOSatelliteYUANLiliXUNWeiWANGLiranWANGWeiLIANGXingang(Ins

3、tituteofTelecommunicationSatellite，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：The1argenettyantennahasbeenappliedwidelyontheGEosatellite，anditisineVita—blethattheantennashadesthes01ararraywhenitisdeployedinorbit．Thispaperanalyzesthecomplexionofthes

4、hadow，considersinfluenceonthecharacteristicofthesolarcellcircuit，theef—fectiveareaofs01ararraysandthetemperatureshadowedbynettyantenna，andcompletesasimu—lanttestforshadowedloss．Thenthispaperadvancesmanyreasonablesolutionsaimingatthein—fluences．Forexample，thebatte

5、rywillsupplythesateUiteforthe1ackofs01ararrayspowerasaresultoftheshadow．Theanalysiscanprovideareferencefortherationalityofthepowersupplysubsystemdesign．Keywords：satellitenettyantenna；s01ararray；shadowedanalysis；outputpower1引言随着有效载荷技术的多样化和复杂化，地球同步轨道(GEO)卫星上大型网状天线的

6、应用越来越广泛。卫星在主动段和转移轨道期间，大型网状天线收拢在卫星舱板上；卫星定点后，天线通过火工装置解锁展开。天线口径大且构型复杂，会对太阳电池阵产生遮挡。星体及天线桁架、网面、展开臂等，在太阳电池阵法面上的投影纵横交错，且随卫星在轨运行条件实时变化，使遮挡情况更加复杂，导致太阳电池阵输出功率产生相应的波动。收稿日期：2016—11—17；修回日期：2017一03一09基金项目：国家重大航天工程作者简介：袁丽丽，女，硕士，工程师，从事卫星供配电总体设计工作。Email：yuanlili2005123@163．com。航

7、天器工程文献[1—6]提出的相关模型，对阴影遮挡后太阳电池组件输出特性的改变进行了模拟，并给出了相关参数的计算和分析，但网状天线对太阳电池阵的遮挡未见详细分析。GEO卫星的大型网状天线遮挡会造成太阳电池阵实际输出功率减少，根据目前国内存在大型网状天线遮挡的在轨卫星数据，因遮挡造成的功率损失可达太阳电池阵实际输出总功率的10％～25％，进而影响整星的功率裕度，这对电源系统功率预计提出了挑战。因此，亟需针对存在大型网状天线遮挡的GEO卫星太阳电池阵进行深入分析。本文针对大型网状遮挡对太阳电池阵输出功率的影响因素进行了分析，并

8、提出了相应的解决措施。2大型网状天线对太阳电池阵遮挡的影响分析目前，国内大型网状天线口径可达10～25m，多为桁架式结构+网状反射面，通过展开臂与卫星相连。太阳电池阵在轨展开后，由于受到大型网状天线的遮挡，其输出功率受到较大的影响。结合太阳电池电流一电压(卜V)曲线，太阳电池阵输出功率主要取决于最佳工作点位置，因此某