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新聞資訊

衛(wèi)星測(cè)試科普(二):測(cè)試引領(lǐng)的衛(wèi)星制造:載荷研發(fā)

2024-12-05 

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  衛(wèi)星設(shè)計(jì)的核心是圍繞“任務(wù)需求”進(jìn)行的,特點(diǎn)的空間應(yīng)用=明確的航天任務(wù),總的來(lái)說(shuō),衛(wèi)星制造就是“任務(wù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”??偟膩?lái)說(shuō),衛(wèi)星有兩大組成部分:衛(wèi)星載荷(成本占比60%-80%)和衛(wèi)星平臺(tái)(成本占比20%-30%)。

  一顆衛(wèi)星要能正常工作,需要有兩套系統(tǒng),一套是讓衛(wèi)星能正常繞地飛行,電池可以供電,星載計(jì)算機(jī)能正常開(kāi)機(jī)工作的系統(tǒng)組合,我們把它稱作衛(wèi)星平臺(tái)。通常情況下,不同類別的衛(wèi)星平臺(tái)差異不大。另一套系統(tǒng)是衛(wèi)星的有效載荷,主要包括天線%)和轉(zhuǎn)發(fā)器以及雷達(dá)、相機(jī)等功能載荷,根據(jù)衛(wèi)星的工作差別,衛(wèi)星的有效載荷具有較大差異。

衛(wèi)星測(cè)試科普(二):測(cè)試引領(lǐng)的衛(wèi)星制造:載荷研發(fā)(圖1)

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  衛(wèi)星平臺(tái)由衛(wèi)星本體和服務(wù)(保障)系統(tǒng)組成,可以支持一種或幾種有效載荷的組合體。衛(wèi)星平臺(tái)可以由衛(wèi)星服務(wù)(保障)系統(tǒng)組合成一個(gè)或幾個(gè)艙段,例如服務(wù)艙、推進(jìn)艙和返回艙。

衛(wèi)星測(cè)試科普(二):測(cè)試引領(lǐng)的衛(wèi)星制造:載荷研發(fā)(圖2)

  2. 總體電路系統(tǒng):管理整體供配電、信號(hào)轉(zhuǎn)接、火工裝置管理、設(shè)備間的電連接;

  衛(wèi)星載荷就是能夠執(zhí)行高空任務(wù)的有效裝置,可以是儀器、設(shè)備或者分系統(tǒng),根據(jù)衛(wèi)星類型和用途的不同差異較大。

  我們可以做個(gè)類比:我們常說(shuō),汽車的“三大件”:發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤,或者說(shuō)新能源的三大件:電機(jī)、電控、電池,它們就好比衛(wèi)星平臺(tái)。因?yàn)闊o(wú)論是乘用車、商用車、特種車等,每輛車的三大件都類似,它們起到一個(gè)可以將車開(kāi)起來(lái)的作用。而這輛車具體會(huì)用在哪里,會(huì)裝醫(yī)療儀器去救人、或者裝微波爐電視去房車旅游,亦或是裝攝像頭和傳感器去做路政巡檢,這些不同的設(shè)備就像是衛(wèi)星載荷。

  根據(jù)衛(wèi)星用途的不同,我們可以把衛(wèi)星分為通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星等。

衛(wèi)星測(cè)試科普(二):測(cè)試引領(lǐng)的衛(wèi)星制造:載荷研發(fā)(圖3)

  通信衛(wèi)星載荷:包括通信轉(zhuǎn)發(fā)器和天線等。轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)際上就是一部高靈敏度、寬頻帶的微波收發(fā)機(jī),用來(lái)接收、放大、變頻、再放大和發(fā)射通信信號(hào),天線負(fù)責(zé)接收地面發(fā)出的指令和向地面發(fā)送遙測(cè)數(shù)據(jù);

  導(dǎo)航衛(wèi)星載荷:包括星載原子鐘、導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)注入接收機(jī)、導(dǎo)航任務(wù)處理單元等;

  遙感衛(wèi)星載荷:主要由光學(xué)和雷達(dá)設(shè)備組成,包括星載光學(xué)相機(jī)、多光譜掃描儀、微波輻射計(jì)、微波散射計(jì)、雷達(dá)高度計(jì)、超光譜成像儀以及遙感信息的數(shù)傳設(shè)備;

  科學(xué)衛(wèi)星載荷:主要由各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器組成,根據(jù)科學(xué)探測(cè)需求和場(chǎng)景的不同,其有效載荷也有一定差異。

  隨著衛(wèi)星制造技術(shù)的不斷提高,低成本、高敏捷性和高精度衛(wèi)星的需求日益強(qiáng)烈。原來(lái)價(jià)值量占比最大的衛(wèi)星平臺(tái)逐漸被衛(wèi)星載荷超越,從早前的“平臺(tái)設(shè)計(jì)+載荷設(shè)計(jì)”模式向“平臺(tái)載荷一體化”轉(zhuǎn)變?,F(xiàn)在考慮到數(shù)量巨大的衛(wèi)星需求,從成本出發(fā),又向著“去平臺(tái)化”和“載荷設(shè)計(jì)中心化”的方式轉(zhuǎn)變。而我們的載荷測(cè)試也會(huì)變得越來(lái)越重要。

衛(wèi)星測(cè)試科普(二):測(cè)試引領(lǐng)的衛(wèi)星制造:載荷研發(fā)(圖4)

  載荷研發(fā)過(guò)程中,工程師需要進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)優(yōu)化和模擬仿真,同時(shí)還要進(jìn)行工程驗(yàn)證和測(cè)試。從衛(wèi)星項(xiàng)目可行性論證到立項(xiàng)、設(shè)計(jì)階段,就需要從應(yīng)用指標(biāo)體系、關(guān)鍵技術(shù)、研制條件、周期等各個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)估設(shè)計(jì)。在研制階段,不但要進(jìn)行方案論證和詳細(xì)設(shè)計(jì),通過(guò)迭代優(yōu)化,以確定衛(wèi)星的總體方案和指標(biāo)體系,而且需要制定詳細(xì)的研制流程和質(zhì)量保證大綱。

  當(dāng)載荷開(kāi)發(fā)完畢后,需要對(duì)載荷進(jìn)行非常豐富的的測(cè)試和驗(yàn)證,包括芯片測(cè)試、元器件測(cè)試、組件測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試、天線測(cè)試、發(fā)射前的系統(tǒng)集成測(cè)試、生產(chǎn)測(cè)試、環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試、振動(dòng)測(cè)試、熱真空測(cè)試等。

衛(wèi)星測(cè)試科普(二):測(cè)試引領(lǐng)的衛(wèi)星制造:載荷研發(fā)(圖5)

  這就需要測(cè)試儀器和解決方案登場(chǎng)了,下期分享內(nèi)容,將為您介紹衛(wèi)星測(cè)試中所會(huì)用到的儀器及方案!請(qǐng)各位關(guān)注!

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