基于高低温分区热管网络的高轨通信卫星散热能力提升方法

针对我国高轨通信卫星不断提升的散热需求,提出采用基于高低温分区热管网络的热设计方法。在分析热管网络散热能力的基础上,进行设备分区布局设计、分区热管网络散热面设计和分区热管网络布局设计。该方法可在保证卫星仪器设备工作温度、不降低热设计可靠性、不增加分系统重量及功率需求的前提下,将卫星散热能力提升15%~20%。文章还结合近些年通信卫星研制中的经验和教训,归纳给出高低温分区热管网络设计中的注意事项,以期为相关工程设计提供有效指导。

基于DVB-S2X协议的低轨卫星通信性能仿真分析

介绍了DVB-S2X标准,重点分析了其中高阶调制技术的基本原理和星座映射,在进行星地链路分析的基础上,构建了DVB-S2X标准低轨卫星通信仿真模型,针对DVB-S2X标准中16APSK、32APSK、64APSK调制信号开展仿真试验,以误码率和丢帧率为指标进行通信性能分析。

基于SpaceX《半年度星座状态报告》的“星链”可持续性发展运营策略分析

2021年4月,美国联邦通信委员会(FCC)授予了太空探索技术公司(SpaceX)的星座变更申请,并在复议令第97u条要求SpaceX公司每年必须提供两次《半年度星座状态报告》,涵盖近距离交会事件数量、取消部署或任务后处置的卫星情况、再入大气层的卫星情况、故障处置失败的卫星情况等内容。2024年2月,SpaceX公司发布《太空可持续性承诺》[1],简述巨型低轨卫星互联网星座“星链”(Starlink)为保持太空安全、可持续性而采取的离轨措施。本文结合“星链”卫星部署现状,以SpaceX公司向FCC提交的《半年度星座状态报告》为切入点,分析该公司为太空可持续性而实施的卫星在轨运营策略及启示。

2023年国外通信卫星发展综述

2023年,国外通信卫星领域共实施85次发射,成功将2221颗通信卫星送入太空,发射数量再创新高。低轨通信卫星仍为发展热点,低轨军用星座实质性启建,多个低轨商业星座部署迈入新阶段,手机直连卫星领域取得新进展,传统高轨运营商和新兴卫星互联网公司进一步加深合作;同时,高轨卫星也持续推进部署,但新发高性能卫星的在轨可靠性问题引发全球热议。整体来看,通信卫星领域发展竞争态势激烈,将持续进行重大整合和变革,高中低轨融合、天地一体化发展是必然趋向。

应用于中继卫星通信系统的16QAM-TCM技术研究

网格编码调制技术可以在不改变信息传输频谱带宽的条件下,改善信噪比,减少发射功率,降低误码率,其实现的方法是分割星座图形成子集,逐步增大星座图中信号点之间的最小欧氏距离。本论文在项目组自研的中继卫星通信系统仿真平台上,仿真了8PSK与16QAM-TCM两种调制技术的解调性能,仿真曲线反映了误比特率需求与所需信噪比之间的关系。仿真结果表明:(1)在理想信道条件、I/Q(Inphase/Quadrature,同相/正交)幅相不平衡、幅频特性、群时延、相位噪声、功率放大器饱和点条件下,假设误比特率需求为1E-7,16QAM-TCM技术的信噪比需求与8PSK调制技术的信噪比需求相比,分别可节省8.85 dB、9.04 dB、8.45 dB、10.2 dB、8.5 dB、14.6 dB的信噪比;(2)在非线性信道条件下,当信噪比增大时,8PSK调制技术的误比特率在1E-3数量级附近波动,不再变化;(3)假设需求的误比特率为1E-7,16QAMTCM调制技术非线性信道信噪比仿真值与理想信道信噪比仿真值相比,损失了4.8 dB。

美国战术抗干扰通信卫星体系最新发展研究

2023年3月8日,美国天军(USSF)太空系统司令部(SSC)宣布成功通过在轨卫星演示了“防护战术企业服务”(PTES),验证了美国天军抗干扰卫星通信地面段能力。此次演示使用商业卫星进行空中测试,首次集成PTES项目所有端到端能力,标志着美军围绕战术抗干扰通信卫星体系建设又迈出了一大步。本文对美国近年来通信卫星战术抗干扰能力相关项目以及未来通信卫星体系架构发展情况进行阐述,并提出相关启示。

基于CE/TOL的星载跳频处理器公差分析与优化

使用公差分析软件CE/TOL,将星载跳频处理器子板连接器间距作为封闭环建立公差分析模型。通过敏感度和贡献度分析,确定经验设计时影响封闭环公差的关键尺寸,通过改进结构构型将其从装配尺寸链中剔除;通过测量变异分析,对改进后构型的组成环公差进行优化,依据随机误差极限值原理将连接器对插合格率提高到99.73%。CE/TOL可以量化分析零部件的安装方式以及尺寸公差的改变对整机连接器对插精度的影响,这为复杂拼装式电子产品对插可靠性设计提供了可借鉴的设计思路。

2022年国外通信卫星发展综述

2022年,高轨通信卫星数量占比进一步降低,低轨通信卫星数量激增,传统高轨运营商和新兴卫星互联网公司寻求合作,以探索新的发展空间。整体看,通信卫星领域发展竞争态势激烈,同时伴随大国竞争及产业链条变革,领域发展将面对重大整合和变革。

基于ANP-FCE同步通信卫星在轨测试风险评估

卫星项目对于人类社会生活和军事国防安全具有重要的现实价值,是一项复杂的系统工程。为确保卫星满足研制目标,在轨测试已经成为其投入使用的必经环节,其在轨测试风险防控水平是决定项目成败的关键。本文针对同步通信卫星在轨测试风险,综合利用网络分析法和模糊评价法进行风险分析和风险评价,并根据评价结果对关键风险环节提出风险控制措施,进而提高同步通信卫星在轨测试风险管理水平。

SpaceX“星盾”系统建设及应用浅析

为满足美国国防和情报机构日益增长的需求,美国太空探索技术公司(SpaceX)于2022年12月2日发布了“星盾(Starshield)”计划。首先对该系统进行简要概述,并探索其应用领域,最后简要分析其军事潜力和现实威胁。

基于多目标进化算法的卫星通信星座优化设计

将基于Pareto最优解的多目标进化算法引入星座设计中,提出了一种改进的Pareto最优解多目标进化算法,并应用于带有星间链路的卫星移动通信系统星座优化设计,计算结果表明算法的有效性。

应用超分辨率方向估计实现通信卫星干扰源定位

利用卫星天线多波束特性来获取干扰信号波达方向 ( DOA)信息 ,是实现通信卫星干扰源定位的一条新思路。本文研究了在结合卫星多波束天线模型时 ,利用超分辨率方向估计方法实现通信卫星干扰源精确定位的可行性 ,研究表明 MN和 LP两种算法在用于多波束天线的 DOA估计时存在着方向估计模糊 ,而 MV和 MUSIC可应用于多波束天线的二维测向 ;文中还讨论 MV、MUSIC应用于卫星干扰源定位的性能情况 ,并得到一些有益的结论。

卫星氢镍蓄电池电解液在轨回流特性仿真

氢镍蓄电池电解液在轨流动特性是影响其工作性能和使用寿命的重要因素,对蓄电池设计与优化具有重要意义。针对高轨通信卫星使用的80 Ah氢镍蓄电池,建立了电解液流动运动的三维仿真模型,采用计算流体动力学(CFD)数值仿真方法,对氢镍蓄电池单体内的电解液在轨微重力条件下的流动特性和分布特点进行了仿真研究。通过对比分析不同边界条件下的仿真结果,提出了在蓄电池极堆与壳体两端之间增加电解液流动路径可以提高电解液回流速度,并改进卫星氢镍蓄电池在轨工作性能,研究结果可为卫星蓄电池和电源系统设计提供参考。

天基通信系统在智慧海洋中的应用研究

针对国家智慧海洋各类信息通信传输的需求和通信能力现状,综合考虑高轨和低轨通信卫星的通信能力,提出高轨+低轨天基通信系统架构,并对相控阵天线、终端网络架构和波束切换等关键技术,以及海上宽带接入、应急通信和航海监视等九大应用服务模式进行分析。最后提出了统筹规划与分步实施相结合、工程示范与商业应用相结合等通过天基通信系统后续发展智慧海洋的建议。

Ku 波段星载四馈源赋形波束天线样机研制

首先介绍了Ku 波段星载四馈源赋形波束天线设计的基本依据和基本限制;重点讨论了电气设计方案和关键部件的设计方法;通过比较理论设计和实测结果,证明了研制的Ku 波段星载四馈源赋形波束天线实验样机是成功的;最后提出了型号研制的工作设想。

GEO卫星全电推进技术研究及启示

介绍了国外地球静止轨道(GEO)通信卫星典型平台波音卫星系统-702SP(BSS-702SP)的全电推进技术;分析了全电推进平台的优势,包括有效载荷承载率高、整星质量小和发射成本低;从电推进系统、变轨策略和有效载荷运输能力方面介绍了当前的技术水平;给出了发展全电推进通信卫星的几点启示,即加速发展电推进技术和全电推进姿态轨道控制技术,以及辐射防护和长期变轨期间的运行管理技术。

红外地平仪摆动扫描装置自适应控制器的FPGA实现

本文介绍了红外地平仪自适应摆动控制器FPGA原理样机的有关研制结果。针对新型长寿命红外地平仪的摆动扫描控制装置 ,基于系统特征分析 ,提出了能跟踪摆动装置的固有频率、同时保证摆幅稳定的一套自适应控制方案 ,并且研制出FPGA芯片原理样机 。

美国转型通信体系研究

2002年初,美国国防部发起了针对政府通信卫星的转型通信研究(TCS),以加快具有先进技术水平的高级通信能力交付到战场的过程。同年年底成立了转型通信办公室(TCO),同步、协调和指导美国转型通信体系(TCA)的开发。转型通信体系涉及美国众多政府机构,主要包括国防部、情报界和国家航空航天局。其目标是消除通信的限制,通过协调、有效地开发和部署空间和地面独立、兼容、互操作系统,构建未来20年政府空间通信体系。TCA文件至今已经发展了3个版本,经历了多次变动和改进。文章介绍了TCA的定义、目的、范围和组成,分析其发展演进过程,总结其经验教训,最后给出几点结论与启示。

同步串行总线在通信卫星转发器中的应用

提出了一种适用于通信卫星转发器分系统测控数据传输的5线制同步串行总线,支持30个终端同时接入,改变了通信卫星平台传统的点对点式的遥测遥控信息传输方式,大大减少了通信舱内电缆数量;并在某通信卫星载荷舱上进行了应用,使卫星载荷舱质量减少几十千克,提升了卫星平台的有效载荷能力。文章设计的串行总线提供标准的接口电路,有利于有效载荷设备的扩容,可以推广至更多的有效载荷设备,构成其之间的测控信息网络。

GEO卫星氢镍蓄电池在轨温度波动机理分析

在某地球静止轨道通信卫星平台布局的基础上,通过合理地简化和假设建立了南蓄电池舱作为热分析计算模型,对影响蓄电池在轨温度波动的机理进行分析。分析结果表明:在冬至,西板、对地+Y板和背地+Y板受照外热流的日变化会引起其内表面温度大幅度波动,通过舱内热辐射又会引起服务舱南板等结构板内表面温度波动,而服务舱南板通过导热将引起安装其上的蓄电池温度波动,这是导致蓄电池温度波动的根本原因。