《衛(wèi)星通信與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)》課件-第3章

第3章衛(wèi)星3.1電源子系統(tǒng)3.2姿態(tài)和軌道控制子系統(tǒng)3.3-遙測、跟蹤、遙控和監(jiān)測子系統(tǒng)3.4通信子系統(tǒng)3.5熱量、溫度控制子系統(tǒng)3.6本章小結(jié)

3.1電源子系統(tǒng)

所有的通信衛(wèi)星都利用太陽能電池供電。其中大部分電能用于確保通信系統(tǒng)的正常運行,特別是確保信號發(fā)射器的正常工作,小部分電能用于維持星上其他子系統(tǒng)的運行。

衛(wèi)星還必須攜帶蓄電池,用以在星蝕期間為衛(wèi)星提供電能。對GSO衛(wèi)星而言,一年會出現(xiàn)兩次星蝕,大約出現(xiàn)在春分和秋分,此時衛(wèi)星處于地球的陰影中。通常星蝕于春分和秋分前約23天開始,在其后約23天結(jié)束。星蝕開始后,其每天持續(xù)時間會增加幾分鐘,直到春分或秋分當(dāng)天達到最大值70min,之后每天減少,見圖3-1。

圖3-1星蝕時間與一年中的天數(shù)之間的關(guān)系

3.2姿態(tài)和軌道控制子系統(tǒng)

赤道上有兩個穩(wěn)定點,其位置在105°W和75°E。衛(wèi)星會朝著赤道上兩個穩(wěn)定點中的一個加速運動,造成衛(wèi)星晃動。同步衛(wèi)星受力分析見圖3-2。

圖3-2同步衛(wèi)星受力分析

通常姿態(tài)控制發(fā)生在衛(wèi)星上,即衛(wèi)星自主進行姿態(tài)控制,但也有可能控制信號從地球站傳送過來,這個控制信號基于來自衛(wèi)星的姿態(tài)數(shù)據(jù)。當(dāng)希望對衛(wèi)星的姿態(tài)進行調(diào)整時,

就可以進行姿態(tài)機動,實現(xiàn)這個操作的控制信號可以由地球站直接發(fā)送。衛(wèi)星在自由空間處于失重狀態(tài),此時保持衛(wèi)星穩(wěn)定的方法有兩種,即自旋穩(wěn)定和三軸穩(wěn)定,分別見圖3-3和圖3-4。

圖3-3-自旋穩(wěn)定衛(wèi)星

圖3-4三軸穩(wěn)定衛(wèi)星

3.2.1自旋穩(wěn)定

自旋穩(wěn)定往往由圓柱形的衛(wèi)星來實現(xiàn),衛(wèi)星運行在一個特定的軸上以實現(xiàn)機械平衡,然后圍繞這個軸旋轉(zhuǎn)。對于對地靜止衛(wèi)星,自旋軸要調(diào)整到與地球的南北極軸相平行,如

圖3-5所示。衛(wèi)星標準的自選速度為50~100周/分鐘,自旋是在發(fā)射時通過少量的氣體噴射產(chǎn)生的。

圖3-5對地靜止衛(wèi)星的自旋穩(wěn)定(自旋軸沿俯仰軸方向,與地球極軸平行)

當(dāng)使用全向天線時,與俯仰軸同向的天線也和衛(wèi)星一道旋轉(zhuǎn)。當(dāng)用定向天線時,該天線必須消旋,即要有一個雙自旋結(jié)構(gòu),此時就需要電動機來使天線子系統(tǒng)消旋。圖3-6說明了自旋式衛(wèi)星利用紅外線傳感器控制天線指向的原理,圖3-7給出了基于圖3-6所示技術(shù)的一個典型控制環(huán)路。

圖3-6采用紅外線傳感器的自旋式衛(wèi)星的南北向(NS)控制原理

圖3-7自旋式衛(wèi)星典型星載控制系統(tǒng)

3.2.2三軸穩(wěn)定

與自旋穩(wěn)定衛(wèi)星相比,三軸穩(wěn)定衛(wèi)星控制系統(tǒng)更為復(fù)雜,其傳感器數(shù)據(jù)和處理以及噴氣機和動量輪的控制都利用計算機完成。在三軸穩(wěn)定衛(wèi)星系統(tǒng)中,不存在自旋穩(wěn)定的力矩來對抗擾動力矩,它采用矯正力矩來響應(yīng)擾動力矩。產(chǎn)生這種主動控制力矩的方法包括動量輪、電磁線圈和大量排氣設(shè)備,如氣體噴射器和離子推進器。

地球的電磁場會對通電線圈產(chǎn)生一個力矩,可以通過控制電流來控制這個力矩,以達到對抗擾動力矩的作用。顯然,這種方法只適用于衛(wèi)星,因為地球的電磁場在距離地球較遠的宇宙空間極其微弱。

可采用動量輪來穩(wěn)定衛(wèi)星。動量輪一般是一個由電機驅(qū)動的金屬盤。動量輪既可以在每一個軸上都安裝一個,也可以安裝在平衡環(huán)上,產(chǎn)生一個關(guān)于任意軸轉(zhuǎn)動的力矩。根據(jù)

角動量守恒定律,提高動量輪的速度可以使衛(wèi)星向相反的方向運動。

電弧噴氣機和離子推進器主要用于南北站點保持操作。南北站點保持操作是站點保持中最耗能的操作,Hughes/Boeing600系列衛(wèi)星采用的就是此類推進器。雖然此類推進器的推力較小,不能快速移動衛(wèi)星,但是其產(chǎn)生的連續(xù)推力可以滿足NS和EW站點保持的要求。排氣設(shè)備與動量輪組合起來構(gòu)成三軸穩(wěn)定系統(tǒng),見圖3-8。

圖3-8多種動量輪穩(wěn)定系統(tǒng)

以衛(wèi)星為原點建立笛卡爾坐標系O-XRYRZR,如圖3-9所示。ZR指向地心,位于衛(wèi)星軌道面內(nèi)經(jīng)過星下點,O-XR軸與衛(wèi)星軌道相切,位于軌道平面內(nèi),O-YR軸與軌道平面垂直。對于位于北半球的衛(wèi)星而言,XR

和YR方向就是東方和南方。通常將衛(wèi)星關(guān)于O-

XR、O-YR

、O-ZR軸的旋轉(zhuǎn)定義為關(guān)于O-

XR

軸滾動、關(guān)于O-YR軸俯仰和關(guān)于O-

ZR軸偏航,與衛(wèi)星沿X方向運動時的方向一致。只有當(dāng)衛(wèi)星相對于各軸都保持穩(wěn)定時,天線波束才可能保持精確的指向。

圖3-9衛(wèi)星坐標系示意圖

3.2.3-軌道控制

除了姿態(tài)控制以外,衛(wèi)星保持正確的運行軌道也十分重要。如前所述,橢圓形的地球會使對地靜止衛(wèi)星向著75°E和105°W兩個固定點之一緩慢地偏移。為了應(yīng)對這個偏移,

噴射器每2~3周啟動一次,將一個反向速度分量施加在衛(wèi)星上,使衛(wèi)星恢復(fù)到它的標稱軌道位置。這種操作被稱為南北位置保持機動,工作于6/4GHz頻帶的衛(wèi)星必須保持在標稱經(jīng)度位置的±0.1°范圍內(nèi),14/12GHz頻帶的衛(wèi)星在±0.05°范圍內(nèi)。

若衛(wèi)星軌道形狀不是圓形,則其速度增量必須沿軌道變化,即沿O-X軸變化。自旋式衛(wèi)星和三軸穩(wěn)定衛(wèi)星的變化方式不同:當(dāng)自旋式衛(wèi)星位于O-X軸上時,噴氣機立即啟動;而三軸穩(wěn)定衛(wèi)星通常采用兩對方向相反的O-X噴氣機,利用其中一對在預(yù)定時間內(nèi)產(chǎn)生所需的速度增量。一般而言,對地靜止衛(wèi)星的軌道在大部分時間內(nèi)的形狀都是圓形,因而并不需要進行速度糾正來保持形狀。從軌道高度控制方面來說,高度糾正一般是利用Z軸燃氣噴氣機來完成的。

LEO和MEO衛(wèi)星也需要采用姿態(tài)和軌道控制系統(tǒng)來保持正確的軌道和姿態(tài)。由于衛(wèi)星在LEO軌道上受到的地球引力較大,其姿態(tài)穩(wěn)定操作常采用一種由剛性材料制成的重

力梯度桿進行。重力梯度桿是一根指向地心的長桿,如圖3-10所示。它主要利用桿兩端重力場的勢差來減小衛(wèi)星關(guān)于Z軸的漂移。

圖3-10重力梯度穩(wěn)定衛(wèi)星

通過精心選擇衛(wèi)星的發(fā)射軌道,可以利用引起軌道傾角變化的慣性力來延長衛(wèi)星的站點從而保持壽命。首先,將衛(wèi)星發(fā)射到軌道傾角不為零的軌道上,然后利用慣性力的作用,

使軌道傾角自動變?yōu)榱?。在此期間,衛(wèi)星是完全滿足EW站點保持容限的。一旦傾角變?yōu)榱?常規(guī)站點保持操作便自動啟動,從而在兩軸之間保持嚴格的軌道控制。采用該方法,初始傾角每增加一度便將衛(wèi)星的壽命延長一年。有些通信系統(tǒng)由于可以利用地面站對衛(wèi)星進行準確跟蹤,或者根本就無需跟蹤(例如采用全向天線),所以并不需要十分嚴格的站點保持。對這些系統(tǒng)中的GEO衛(wèi)星而言,其傾角容限可以適當(dāng)放寬,但不得超過EW站點保持容限,否則會對其他衛(wèi)星系統(tǒng)造成嚴重干擾。

3.3-遙測、跟蹤、遙控和監(jiān)測子系統(tǒng)

遙測功能可以被理解為“遠距離測量”,包括產(chǎn)生電信號、信號編碼后傳送到一個遠站點,對于衛(wèi)星來說,這個站點是某個地球站。遙測信號傳送的數(shù)據(jù)包括從太陽、地球傳感器獲得的姿態(tài)信息(如磁場強度、空間方向等環(huán)境信息)以及溫度、電源電壓、存儲燃料壓力等航天器信息。

地面站對衛(wèi)星的跟蹤是通過衛(wèi)星發(fā)送信號和TT&C地球站接收信標信號來實現(xiàn)的。很明顯,衛(wèi)星跟蹤在軌道轉(zhuǎn)移和漂移階段很重要。一旦衛(wèi)星到達站點,對地靜止衛(wèi)星的位

置將會移動,這個移動是各種擾動力的結(jié)果。因此,必須跟蹤衛(wèi)星運動,并發(fā)送所需的正確信號。用于跟蹤的信標信號可以在遙測信道上發(fā)送,通過在主要通信信道之一上的導(dǎo)頻信號或者專門的跟蹤天線來實現(xiàn)。衛(wèi)星和各個地球站的距離也需要知道,這個可以通過測量信號(特別是用于測距的信號)的傳播時延計算得到。除了衛(wèi)星上的TT&C子系統(tǒng),還需要地面的設(shè)施,系統(tǒng)框圖見圖3-11。

圖3-11TT&C衛(wèi)星控制系統(tǒng)

一般來說,遙控和遙測鏈路與通信系統(tǒng)是分開的,盡管兩者可以采用相同的工作頻段(6GHz和4GHz)。例如,Intelsat衛(wèi)星采用兩級指揮系統(tǒng):主系統(tǒng)的工作頻段為6GHz,鏈路頻率在兩個相鄰?fù)ㄐ判诺赖念l率之間;遙測主系統(tǒng)的工作頻段為4GHz,鏈路間隔與主系統(tǒng)相似。由于這些天線為喇叭天線,因而只有在衛(wèi)星姿態(tài)保持正確時,主系統(tǒng)才能正常工作。在衛(wèi)星發(fā)射以及進入軌道階段,由于衛(wèi)星還不具備正確的姿態(tài),或者太陽能電池板還沒有展開,因此TT&C系統(tǒng)不能正常工作。

3.4通信子系統(tǒng)

通信衛(wèi)星為語音、視頻和數(shù)據(jù)通信提供了一個中繼平臺。衛(wèi)星上其他子系統(tǒng)均是為通信子系統(tǒng)服務(wù)的(區(qū)別于特殊用途的偵察、氣象、遙感等資源衛(wèi)星),它們所占的體積、質(zhì)量和成本只占整顆衛(wèi)星的一小部分。對于衛(wèi)星系統(tǒng)的運營商來說,其主要收入均來源于衛(wèi)星上的通信系統(tǒng),那么設(shè)計衛(wèi)星時的主要目標就是盡可能地提高衛(wèi)星的業(yè)務(wù)容量。

早期的通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬為250MHz或者500MHz,天線增益較低,發(fā)射機輸出功率也只有1~2W。當(dāng)使用全帶寬傳輸時,由于地面接收機無法獲得足夠高的信噪比,因而當(dāng)時的系統(tǒng)是一個功率受限系統(tǒng)。此后,通信衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器功率得到提高,如DBSTV衛(wèi)星的輸出功率可達200W,而且頻帶利用率也在不斷穩(wěn)步提高。以工作在6/4GHz(一般上行鏈路發(fā)射頻率較高)頻段、帶寬為500MHz的衛(wèi)星為例(其轉(zhuǎn)發(fā)器的頻率規(guī)劃見圖3-12),要提高其信道容量,只能依靠增加帶寬和頻帶復(fù)用的方法。目前,大容量的通信衛(wèi)星均向著頻帶復(fù)用的方向發(fā)展,即采用的是同頻有向波束(空間復(fù)用)以及同頻極化波(極化復(fù)用)。

圖3-126/4GHz頻段內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器的頻率規(guī)劃

當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)有多路信號時,使用頻分多址(FDMA,FrequencyDivisionMultipleAccess),功率放大器的輸出功率必須低于最大輸出功率,以保持放大器的線性特性,從而減少交調(diào)產(chǎn)物。發(fā)射機的輸出功率與其峰值功率的差值稱為輸出補償。

3.4.1轉(zhuǎn)發(fā)器

衛(wèi)星采用區(qū)域波束天線和點波束天線共同接收地面站發(fā)射的信號。區(qū)域波束天線可以接收來自于覆蓋區(qū)域內(nèi)任何發(fā)射機的信號,而點波束天線的覆蓋區(qū)域有一定的限制。圖3-12所示為6/4GHz頻段內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器的頻率規(guī)劃。

1.透明/線性轉(zhuǎn)發(fā)器

多數(shù)6/4GHz衛(wèi)星采用透明/線性轉(zhuǎn)發(fā)器,采用這種轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星也被稱為彎管衛(wèi)星,轉(zhuǎn)發(fā)器簡化框圖見圖3-13。

圖3-13-6/4GHz單變頻透明轉(zhuǎn)發(fā)器簡化框圖

14/11GHz轉(zhuǎn)發(fā)器采用如圖3-14所示的雙變頻方案。由于制備中頻(IF,IntermediateFrequency)頻段(如1100MHz)的器件(如濾波器、放大器、均衡器)比高頻頻段(14GHz或11GHz)的器件容易得多,所以往往選擇在中頻頻段對信號進行處理,即首先將頻率為14GHz的輸入載波下變頻為1GHz的信號,經(jīng)過中頻放大后,再將信號上變頻為11GHz,最后送入高功率放大器放大輸出。

圖3-1414/11GHz單變頻透明轉(zhuǎn)發(fā)器簡化框圖

2.星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器

星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器可用于加速上行鏈路接入技術(shù)與下行鏈路接入技術(shù)的轉(zhuǎn)換,從而使多個地面站可以通過衛(wèi)星相互連接。星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器可以提供交換波束系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)存

儲,也可以對上行和下行鏈路分別進行糾錯處理。采用星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星的通信系統(tǒng)框圖如圖3-15所示。

圖3-15星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器

3.4.2天線

衛(wèi)星上的天線用于發(fā)射和接收射頻信號,它是增強發(fā)射和接收信號強度的基本單元,可對信號進行放大、處理和轉(zhuǎn)發(fā)。一般而言,衡量天線性能的最重要參數(shù)是天線增益、波

束寬度和旁瓣功率。大多數(shù)衛(wèi)星通信都采用方向性強(高增益、窄束寬)、旁瓣可以忽略的天線。衛(wèi)星系統(tǒng)中常見的天線類型有線性偶極子天線、喇叭天線、拋物面反射天線和陣列天線。

對于衛(wèi)星通信,陣列天線的使用越來越受到重視。通過組合來自若干個偶極子、螺線或喇叭的設(shè)備,可以形成一個可轉(zhuǎn)動的聚焦波束。波束形成可以通過對每個陣元處的信號

進行電子相移來實現(xiàn)。適當(dāng)選擇各個陣元間的相位特性,可以在天線系統(tǒng)沒有物理運動的情況下對方向和波束寬度進行控制。陣列天線的增益與陣元數(shù)的平方成正比。利用陣列天

線可以實現(xiàn)與拋物面反射天線相當(dāng)?shù)脑鲆婧筒ㄊ鴮挾取?/p>

1.半波偶極子天線

盡管半波偶極子天線的使用場合有限,但在衛(wèi)星通信中它被看作一種基本的天線類型。除了沿著偶極子軸自身方向外,輻射還指向其他方向,其接近全向的輻射特性便于衛(wèi)星上、下行的遙測與遙控信號的發(fā)射和接收。在衛(wèi)星發(fā)射階段,由于不能直接部署方向性強的天線,因此半波偶極子天線便作為一種基本的天線類型。

圖3-16(a)展示了半波偶極子天線,圖3-16(b)和(c)分別描述了它在XY平面和任一子午面內(nèi)的輻射方向。因為無線電波沿著電線方向的相速度略小于無線電波在自由空間的傳播速度,波長相應(yīng)也小一些,因此天線的實際尺寸大概是自由空間半波長的95%,見圖3-16(a)。這個調(diào)整使得天線恰好共振。半波偶極子天線的特性如下:

(1)阻抗為73Ω。

(2)方向性系數(shù)為1.64(或者2.15dB)。

(3)有效孔徑為0.13λ2。

(4)-3dB波束寬度為78°。

圖3-16半波偶極子天線

假定天線效率是1(ηA=1),其功率增益仍為1.64。如圖3-16(b)所示,在XY平面內(nèi)的輻射是最大的,歸一化值為1。偶極子的對稱性意味著在這個平面內(nèi)輻射方向圖是單位圓。對稱也意味著包含偶極子軸(Z軸)的所有平面內(nèi)方向圖是相同的。因此,輻射方向圖僅僅是θ的函數(shù),表達式為

2.喇叭天線

喇叭天線是孔徑天線的一個例子,它提供了從波導(dǎo)管到與空間更有效耦合的平滑過渡。喇叭天線直接應(yīng)用于衛(wèi)星上,作為發(fā)射器以照射相當(dāng)大的地球區(qū)域,也廣泛用作反射類型天線的主饋。圖3-17給出了典型的三種喇叭天線。

角錐喇叭主要用于線性化設(shè)計。一般來說,該角錐喇叭的橫截面為a×b的矩形,其工作模式為TE10波導(dǎo)管模式。一般而言,角錐喇叭天線在H和E平面的波束寬度是不等的。

但是,可以選擇合適的孔徑尺度使其相等。角錐喇叭可以同時工作在水平和垂直極化兩種模式下,從而產(chǎn)生雙線性極化。

圖3-17喇叭天線

3.反射天線

反射天線一般由幾個喇叭天線組成,可以提供比單個喇叭天線更大的孔徑。要獲得最大增益,必須在反射體的孔徑中產(chǎn)生平面波。通常選擇與饋源到孔徑段路徑長度相同的反

射天線,從而使饋源輻射的能量和反射端反射的能量到達孔徑時有相同的相角,產(chǎn)生統(tǒng)一的波前。這種天線一般是以饋源為焦點的拋物面天線,拋物面天線是多數(shù)反射天線的基本形式,通常作為地面站天線。

對于反射型天線,連接饋源喇叭和收發(fā)裝備的饋線必須盡量短,以減小路徑損耗,這對大型地球站特別重要,因為它要發(fā)射大功率,而且需要非常低的接收噪聲。雙反射器天

線(饋源通過主反射器頂點的一個口子安裝在它的背面,使得天線易于操作,且易于進行保養(yǎng);安裝在主反射器前面的副反射器通常比饋源喇叭小,產(chǎn)生的阻擋很小)主要有兩種類型:卡塞格倫(Cassegrain)天線和格里高利(Gregorian)天線,見圖3-18。

圖3-18卡塞格倫天線和格里高利天線

4.相控陣天線

衛(wèi)星上也采用相控陣天線從單一孔徑產(chǎn)生多個波束,如Iridium和全球星LEO移動電話系統(tǒng)采用的就是相控陣天線,其單一孔徑產(chǎn)生的波束數(shù)達16個。相控陣天線具有自適應(yīng)

波束成形、超分辨率測向等功能,能在復(fù)雜的電磁環(huán)境中分別測出工作頻帶內(nèi)信號和干擾的數(shù)量、強度、超分辨率測向,估計各信號之間的相干性,根據(jù)需要選擇一個或多個有用

信號,并將其分離,抑制各種干擾,能達到最佳接收效果。

在同一個信號多徑到達的情況下,可以判斷出多徑信號的數(shù)量和各自的強度,或者選擇最強的一路信號,或者將各路信號同相疊加來增強信號。此外,它還具有自校驗、天線元失效檢測功能,并能對由此引起惡化的方向圖進行修正,還能形成超低旁瓣。

相控陣天線技術(shù)是天線技術(shù)與數(shù)字信號處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,其抗干擾性能優(yōu)越,容易實現(xiàn)多波束,并且波束數(shù)量幾乎不受限制,這種天線很適合衛(wèi)星移動通信的需要。

5.其他天線

賦型波束天線方向性圖的主波束形狀與用以覆蓋的地理區(qū)域相吻合,通常要求賦型波束覆蓋區(qū)內(nèi)增益電平較為平坦,覆蓋區(qū)域外增益電平迅速下降,遠處無顯著旁瓣。賦型波束天線的增益與其覆蓋范圍密切相關(guān),為了使整個覆蓋區(qū)內(nèi)獲得最佳EIRP,要求賦型波束的形狀盡量與要覆蓋的地域輪廓相一致。多饋源照射拋物面反射天線通常由反射面和多個饋源喇叭組成,可以用來產(chǎn)生多個不同指向的波束。

多波束天線利用同一口徑面同時產(chǎn)生多個不同指向波束的天線,但也有每個波束使用一個獨立天線結(jié)構(gòu)的多波束天線。衛(wèi)星配置多波束天線具有下述優(yōu)點:進行有效的計劃隔

離和空間隔離,實現(xiàn)頻譜復(fù)用,從而使通信容量成倍增加;可使原先區(qū)域波束或國內(nèi)波束的大面積覆蓋變?yōu)橛蓴?shù)十個、數(shù)百個點波束蜂窩狀覆蓋,從而顯著提高衛(wèi)星發(fā)射的EIRP和接收品質(zhì)因數(shù)(G/T)值;可以根據(jù)需要實現(xiàn)波束掃描或波束重構(gòu),以適應(yīng)對地覆蓋區(qū)域的變化,從而使系統(tǒng)具有更大的靈活性。

反射面多波束天線和透鏡多波束天線的工作原理基本相同,都是把饋源陣列置于反射面或透鏡的焦平面,通過控制饋源與焦點的相對位置,由偏焦的各個饋源形成多個相互覆蓋的點波束,可以在空間區(qū)域?qū)崿F(xiàn)最佳覆蓋,兩者的差別是使用的材料不同。陣列多波束天線通過控制天線輻射單元陣列的饋電信號的幅度和相位來形成多個波束,這種天線還能靈活地實現(xiàn)波束掃描和快速跳變,并具有良好的空間分辨力。

3.5熱量、溫度控制子系統(tǒng)

衛(wèi)星受到大的熱量梯度的影響,一側(cè)接收太陽輻射,另一側(cè)面對太空。除此之外,來自地球和地球返照(albedo)的熱輻射(這是落入地球且被地球反射的一部分輻射)雖然對于對地靜止衛(wèi)星可以忽略,但對于低緯度的地球軌道衛(wèi)星是需要注意的。衛(wèi)星上設(shè)備產(chǎn)生的熱量也需要消除,考慮到衛(wèi)星的儀器應(yīng)該盡可能在一個穩(wěn)定的溫度環(huán)境下工作,通常使用保溫墊、防護層來提供這種隔離環(huán)境。反射鏡經(jīng)常用來轉(zhuǎn)移通信負載產(chǎn)生的熱量。

鏡面熱量反射器/反射鏡圍繞在通信設(shè)備隔板周圍,為所產(chǎn)生的熱量提供了很好的反射途徑。自旋穩(wěn)定衛(wèi)星相對于三軸穩(wěn)定衛(wèi)星有一個優(yōu)點:自旋提供了兩種極限溫度的平衡,這兩種極限溫度分別來自太陽輻射流和深空冰冷環(huán)境。為了保持恒定的溫度條件,當(dāng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器關(guān)閉時,可以接通加熱器。

3.6本章小結(jié)通信衛(wèi)星是一個能夠在衛(wèi)星軌道上提供穩(wěn)定通信或信息中繼的平臺。大型GEO衛(wèi)星設(shè)計的使用年限一般不會超過10年,其攜帶的燃料可以供衛(wèi)星運行15年以上。為了開展通信業(yè)務(wù),衛(wèi)星攜帶多個子系統(tǒng):姿態(tài)和軌道控制子系統(tǒng)用于將衛(wèi)星以正確的姿勢保持在正確的軌道和站點上;遙測、跟蹤和遙控子系統(tǒng)使得地面站對衛(wèi)星上的子系統(tǒng)