倾斜轨道卫星活动天线热控特点分析.pdf

《倾斜轨道卫星活动天线热控特点分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、上海航天第29卷2012年第3期AER0SPACESHANGHAI文章编号：1006—1630(2012)03—0065一O4倾斜轨道卫星活动天线热控特点分析黎媛捷。，姜海坚，陈辉，张会生，陈建新(1．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2．上海卫星工程研究所，上海200240)摘要：对某低轨倾斜圆轨道卫星的外热流环境进行了分析。用蒙特卡罗法计算了卫星六个表面的外热流。研究了该轨道条件下舱外活动天线热控特点，提出了该类卫星活动天线的热控设计原则和初步方案。关键词：倾斜轨道；热控；活动天线；外热流中图分类号：V443．4文献标志码：ACOnsiderati

2、ononThermalControlforRotatableAntennaonInclined-LEOSateliteLIYuan—jie～，JIANGHai—jian，CHENHui，ZHANGHui—sheng，CHENJian—xin(1．SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China；2．ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai200240，China)Abstract：Theexternalhea

3、tfluxofsomeinclined—LEOsatellitewasanalyzedinthispaper．TheexternalheatfluxesofthesixsurfacesforthesatellitewerecalculatedbyMonte—Carlomethod．Thethermal—controlcharacteristicsoftheexternalrotatableantennawerediscussed．Thedesignprincipleandtheprimaryschemeofthethermal-controldesignforrota

4、tableantennawereputforward．Keywords：Inclined—LEO；Thermalcontrol；Rotatableantenna；Externalheatflux0引言持良好的散热面。卫星在轨运行时，活动天线可根据需要作机械运动。随着卫星测控技术的发展和要与倾角大于90。的太阳同步轨道不同，轨道倾角小于9O。的倾斜轨道能在不同地面光照角下访问求的提高，卫星舱外的天线由固定指向发展为可转动指向机构，能在机构驱动下指向目标方向，甚至实同一地面点，适于电子载荷等不受光照条件限制的对地全时域观测卫星[1]。低轨倾斜轨道卫星吸收外现对目标的追踪。

5、工作时，活动天线在指向机构的作用下改变自身姿态，使天线指向目标方向。在此热流包括太阳辐射、地球反照和红外辐射，其大小取决于到达各表面的热流辐照密度和表面的热物性参过程中，天线外表面外热流也相应改变。因此，低轨数(太阳吸收比和红外发射率)[23。对太阳同步轨道倾斜轨道活动天线的外热流复杂多变，其热控设计的难度较大。对复杂外热流，卫星一般采用六面体，卫星、地球同步卫星等，一般可在星体表面选择一或两个外热流较稳定、热流辐照密度较小的表面作为用理论分析或NEVADA等外热流计算软件分析各主散热面[3]。低轨倾斜轨道卫星受地球非球形摄动表面外热流。本文以某低轨倾斜轨道卫星的活动

6、天等影响较大，其轨道面与阳光间的夹角一般变化线为研究对象，用理论分析与仿真计算相结合的方法，对其外热流进行仿真分析，给出了初步热控设计很大，导致卫星每个面都可能受照，轨道热流变化较太阳同步轨道卫星更复杂。若不采取偏航等姿态调方案。整措施，则无法在卫星舱体表面确定外热流条件保1活动天线构型本文研究的活动天线安装于六面体三轴稳定卫收稿日期：2012—02—21；修回日期：2012-03—14星的朝天面(一Z面，定义+Z轴指向地心，+X轴作者简介：黎嫒捷(1984)，女，助理工程师，主要从事航天器热控系统设计和研究。指向飞行方向，y轴与x、Z轴构成右手坐标系)。上海航天AE

7、RoSPACESHANGHAI第29卷2012年第3期活动天线由天线、二维指向和展开三部分组成。展小值各3个。开部分仅在卫星入轨时工作，不作为本文研究对象，天线和二维指向部分如图1所示。2图2在1年中的变化图1天线活动单机示意Fig．2historyinoneyearFig．1Sketchofrotatableantenna2．2外热流二维指向机构由两轴驱动组件和框架结构组分析可发现，1年中达到最大或最小值与卫成，可沿分别9O。正交的两轴在±90。范围内旋转，带星发射时的初始太阳赤经有关。考虑在卫星设计时动天线部分实现对目标的实时指向。因指向精度和一