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当今轨道卫星系统的设计演变
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当今轨道卫星系统的设计演变

2021-06-22 09:20:00 来源:深圳市连接器行业协会 李亦平编译

【哔哥哔特导读】全球受益于轨道卫星的发展。卫星提供的研究成果、信息和通信激发了许多改变地球上与生命相关的技术发展。卫星以各种模式来扩展电讯和收集视觉图像,卫星使用正在不断扩展到新的应用领域。

卫星能够非常快速收集通信、全球定位系统、天气应用等大量数据。与空间技术一样,新的卫星设计正变得越来越小,同时功能越来越强大。

全球受益于轨道卫星的发展。卫星提供的研究成果、信息和通信激发了许多改变地球上与生命相关的技术发展。卫星以各种模式来扩展电讯和收集视觉图像,卫星使用正在不断扩展到新的应用领域。

轨道卫星系统

通常每颗卫星轨道的高度,即LEO、MEO和HEO(低、中和高地球轨道),是基于它与地球的距离。卫星以各种模式被放置在轨道上,并规定路线,收集和传输重要信息。地球静止轨道(GEO)是沿着赤道上方以相同的地球自传速度从西向东环绕,给人印象是卫星静止于地球上指定的地理位置上方。这些主要是指通信卫星。

卫星

1960年,由美国无线电公司(RCA)设计的一颗卫星发射升空,成为美国第一颗气象卫星。提供准确的天气预报。

赤道是一条穿过北极和南极的路径。这对于天气预报和建立一个提高军事意识的高视觉区域是有用的。这些卫星包括地理定位和射程测量的卫星(如GPS系统)、地球物理测绘卫星,天文学、空间研究和军事/国防数据收集和管理的卫星等。

卫星设计是由其应用来决定,卫星是单独工作还是某个链条的一部分。今天,单颗卫星通常是卫星系统中的一分子,它们不断地在链路周围转发数据和指令,同时避免阴影和潜在太阳黑子或辐射影响。

卫星形态

立方体卫星和其它小型卫星已从早期卫星形态大幅度缩小。

先进的微芯片技术已经应用在非常小的卫星模块中,使之功能更强大。这些较小的立方体卫星有许多优势,包括重量轻和尺寸小,大大降低了发射成本。通过遵循标准形状,它们可以很容易地适应火箭发射器,并且可以与其它多个“小卫星”一起发射。多个小卫星成组构建,可在生产环境中组装,在实验室预供电,并测试彼此通信状况。

立体卫星和其它小型卫星

立方体卫星和其它小型卫星

立方体卫星和其它小型卫星有多种用途。大肠杆菌抗微生物卫星,或称EcAMSat,是一颗小型卫星,包含一个微型生物学实验室,在NASA的艾姆斯研究中心开发和建造。EcAMSat正在将大肠杆菌带入近地轨道,进行一项旨在改善宇航员健康状况的科学研究。

当工程师设计和构建较新模型时,他们要权衡功能增强和应用空间非常紧密的关系。这在今天更容易完成,因为芯片工作电压和电流非常低。设计者非常了解信号噪声和可能干扰信号的串扰。例如,卫星上的监视摄像机收集和处理数字信号,必须转换成模拟或微波信号才能将数据传回地球。电路必须相互屏蔽,防止噪声干扰图像。信号处理芯片也必须免受太阳系的辐射影响。简而言之,产生高速运行的信号必须保持极可靠的完整性。在建造这些设备时,制造商必须遵守美国宇航局或其他政府航天局的指导方针,规定具体材料质量,确保性能,防止化学物质及其它因素影响。

纳米连接

Omnetics 纳米连接解决方案有助于减少卫星和空间应用中的有效载荷。这些精密部件在恶劣空间条件下提供了卓越性能。

一旦进入太空,电源成为一个关键因素。当卫星不处于阴影场的情况下,它们日常供电取决于太阳能的收集。电力存储仍然是一项不断发展的技术。在轨道上卫星位置通常都可以保持一致,但有时需要偶尔变化。例如,一颗卫星在低阻力大气中绕着地球运行时,可能需要翻滚。面对地球,许多卫星都使用一颗遥远的恒星作为参考点来控制它们的姿态。

在每个卫星完成组装后,它们将在测试台上完成测试。在功能测试期间,将检查每个电路是否存在一些关键问题。

连接器

Omnetics Nano-D连接器满足了卫星和空间应用的尺寸、重量和性能要求。这些连接器支持航天飞机、火星漫游和铱卫星项目。

高密度电路封装方法是卫星电路设计者的另一个重点。芯片应用在密封的混合电路中。同时需仔细选择电缆和连接器,正确处理信号,并将其传送到堆栈中的下一个立方体。在某些情况下,卫星是两到三个立方体卫星组合,绑定成一个3乘9立方体的卫星。

卫星的成功在很大程度上取决于太空应用中被证明成功的设计者和部件制造商。提供芯片、电缆和连接器产品的公司,已经在美国宇航局的应用中被证明,这类公司将获得最大的成功。

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