一种光学成像卫星共形结构制造技术

本发明专利技术提供一种光学成像卫星共形结构，将次反射镜(21)、通信天线(22)共心对接，其中通信天线(22)位于次反射镜(21)的外侧；次反射镜(21)、通信天线(22)对接连接后，通信天线(22)的曲率半径小于次反射镜(21)的曲率半径，在二者的非连接位置之间形成的空隙内均匀设置有六个固定支撑架(25)，固定支撑架(25)呈梯形结构，且其两侧边具有与对应的连接面配合的弧度。本发明专利技术将通信天线与卫星次反射镜进行共形设计，从而降低卫星的结构重量。

A conformal structure of optical imaging satellite

【技术实现步骤摘要】
一种光学成像卫星共形结构
本专利技术属于卫星
，具体涉及一种光学成像卫星共形结构，是光学成像卫星的次反射镜和通信天线的共形结构。
技术介绍
光学成像卫星利用光学成像遥感器从太空对地球或月球等天体进行成像，从而用于遥感、环境监测或军事侦察。部署于地球静止轨道(GEO)的光学成像卫星可以实现对地进行长期的连续监视和快速的访问成像，反射式光学成像卫星由于其反射系统不产生色差，孔径可以做得很大，因此反射式光学系统在空间光学领域可以做得很大。双反式光学成像系统由主反射镜、次反射镜和光学相机组成。光经主反射镜反射，经次反射镜二次反射，最终汇聚于光学相机成像。另外，为了进行与地面通信，光学成像卫星也需要携带光学天线等通信设备，通常，反射式光学成像卫星需要分别设计和安装卫星次反射镜与通信天线，例如高分-4号光学成像卫星。为了实现对地面的高分辨率成像，光学成像系统的次反射镜需要一定的口径，该口径占据整流罩很大一部分空间。同时，卫星通信天线也需要占据一定体积，现有的卫星都是将光学系统与卫星天线单独安装设计，增加了系统的复杂度的同时增加了占用的整流罩空间。
技术实现思路
本专利技术提供一种光学成像卫星共形结构，将通信天线与卫星次反射镜进行共形设计，从而降低卫星的结构重量；通过卫星次反射镜与通信天线的共形结构设计后的卫星次反射镜行使双重功能，当卫星对地进行光学成像时，卫星次反射镜凹面朝向地面作为抛物面天线与地面进行通信，同时次反射镜凸面作为卫星光学系统的次反射镜，汇聚主镜反射光线进行光学反射。本专利技术的技术方案，包括：一种光学成像卫星，包括主次镜伸缩系统、底部遮光罩展开系统、侧面遮光罩展开系统、共形结构、光学相机和各卫星分系统，其中：主次镜伸缩系统，包括能够向圆周方向伸展打开的主反射镜、能够向长度方向伸长的次镜伸展臂以及安装在次镜伸展臂端部的次反射镜，次镜伸展臂与主反射镜的中心连接，并且主反射镜打开后形成内凹的球面；底部遮光罩展开系统，设置在主次镜伸缩系统的主反射镜的外侧，包括底部遮光罩伸展机构和安装在其上的底部遮光罩，底部遮光罩伸展机构采用折叠的方式能够向圆周方向将底部遮光罩打开，以遮蔽主反射镜；侧面遮光罩展开系统，包括设置在次镜伸展臂的顶端的顶部伸缩套环支撑杆结构和设置在主反射镜和底部遮光罩伸展机构之间的底部折叠杆和连接在二者之间的侧面遮光罩，顶部伸缩套环支撑杆结构和底部折叠杆能够随着次镜伸展臂的伸长而向圆周方向打开，同时将侧面遮光罩拉伸并罩设在次镜伸展臂的外部；共形结构，设置在次镜伸展臂的端部，将次反射镜、通信天线共心对接，其中通信天线位于次反射镜的外侧；光学相机安装在主次镜伸缩系统的次镜伸展臂内。所述卫星分系统，包括姿态控制系统、轨道控制系统、供配电系统、热控系统、数据管理系统、摄像与图像处理系统、通信系统；光学相机、推进系统推进剂储箱以及其他分系统通过固定结构固定在次镜伸展臂的构架单元内；卫星推进分系统的喷口安装于卫星的底部，通过六根连接于主镜底座的固定支架固定一个六边环，六边环固定于卫星推进分系统的喷口外围从而起到对喷口的固定作用；推进分系统推进剂储箱通过管路与喷口连接。其中的主次镜伸缩系统：主反射镜包括主镜底座、通过电机驱动的可自锁关节均匀铰接在主镜底座圆周上的若干个间隔布置的主镜支撑骨架和镜面薄膜牵引骨架、连接在主镜支撑骨架和镜面薄膜牵引骨架上的光学主反射镜薄膜、以及控制主镜支撑骨架和/或镜面薄膜牵引骨架运动的电机。主镜支撑骨架和镜面薄膜牵引骨架分别设有个。光学主反射镜薄膜可以是整体环形的薄膜，主镜支撑骨架和镜面薄膜牵引骨架粘接在光学主反射镜薄膜的表面；也可以是扇形结构设计，光学主反射镜薄膜的两侧边分别与相邻的主镜支撑骨架和镜面薄膜牵引骨架连接。光学主反射镜薄膜材料为聚偏氟乙烯制成的压电材料镜片。主反射镜收缩的状态下，光学主反射镜薄膜呈锯齿形折叠收纳。次镜伸展臂由多个构架单元组成，每个构架单元的两端为三角形框架构造，中间为可向内侧折叠收纳的横向杆件，横向杆件的中间位置设置有能够折弯的弯曲套筒，在两端的三角形框架之间通过斜拉的弹簧连接。可自锁关节利用伺服电机驱动蜗杆转动，蜗杆转动驱动与蜗杆啮合的涡轮转动。次镜伸展臂发射前呈折叠状态安装于整流罩中，整流罩内的安装结构给次镜伸展臂以约束力。光学系统次反射镜是有一定厚度的抛物曲面形薄壁结构件。其中的共形结构：次反射镜、通信天线对接连接后，通信天线的曲率半径小于次反射镜的曲率半径，在二者的非连接位置之间形成的空隙内均匀设置有六个固定支撑架，固定支撑架呈梯形结构，且其两侧边具有与对应的连接面配合的弧度。固定支撑架上与通信天线馈源支撑结构连接，通信天线馈源支撑结构通过三角支撑的方式与通信天线馈源固定连接，使通信天线馈源位于通信天线的焦点处。次反射镜的外侧表面中心设有光学系统次反射镜固定结构，用于与次镜伸展臂连接。光学系统次反射镜固定结构为环状或者多边形形状的凸台。光学系统次反射镜、通信天线采用碳纤维复合材料，同时光学系统次反射镜的薄壁底面镀上一层铝膜。次反射镜与通信天线采用相同的口径大小。其中的侧面遮光罩展开系统：底部折叠杆主要包括折叠杆上段和折叠杆下段与折叠杆固定段，以及电机驱动的可自锁关节，折叠杆下段的非铰接端与侧面遮光罩固定连接，折叠杆上段和折叠杆下段折叠收纳在一起之后向折叠杆固定段内侧垂直折叠。顶部伸缩套环支撑杆结构包括固定套环、伸缩套环、丝杠导轨、滚珠套筒、支撑杆、支撑臂、铰、支撑杆固定端、导轨固定三角，固定套环固定连接在次镜伸展臂的端部，丝杠导轨纵向与固定套环连接，伸缩套环能够滑动的连接在丝杠导轨上以使其能够沿着丝杠导轨滑动，铰凸伸设置在固定讨还上，每个铰与一个支撑杆连接，支撑杆与侧面遮光罩连接，每个支撑杆的中部与一个支撑臂的一端铰接，支撑臂的另一端与伸缩套环铰接，并且支撑臂的长度大于支撑杆的交接位置到铰之间的长度但小于支撑杆的长度。丝杠导轨的底端与三角形的导轨固定三角连接。丝杠导轨由丝杠、丝杠安装座、步进电机组成，丝杆安装座顶端与固定套环固连，底部与导轨固定三角固连，步进电机安装于丝杆安装座内并驱动丝杠在丝杠安装座内转动。支撑杆的端部设置有度弯折，用于与侧面遮光罩连接。所述侧面遮光罩采用柔性太阳能电池片，太阳能电池片用于为卫星的供电系统供电。其中的底部遮光罩展开系统：底部遮光罩伸展机构，设置在主镜底座的外侧，包括带齿圈环形导轨、设置在带齿圈环形导轨上的导轨滑块、电机驱动的可自锁关节、连接在导轨滑块上的底部遮光罩伸展臂。底部遮光罩伸展臂中是空槽结构，槽内堆叠有镀铝聚酰亚胺薄膜。底部遮光罩采用镀铝聚酰亚胺薄膜或者柔性太阳能电池片。所述底部遮光罩被收纳在底部遮光罩伸展臂侧面的槽中。主镜底座内部设置有固定式遮光罩。主镜底座内设置有指向中心的多个固定支架，固定支架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学成像卫星共形结构，其特征在于，将次反射镜(21)、通信天线(22)共心对接，其中通信天线(22)位于次反射镜(21)的外侧；/n次反射镜(21)、通信天线(22)对接连接后，通信天线(22)的曲率半径小于次反射镜(21)的曲率半径，在二者的非连接位置之间形成的空隙内均匀设置有六个固定支撑架(25)，固定支撑架(25)呈梯形结构，且其两侧边具有与对应的连接面配合的弧度。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学成像卫星共形结构，其特征在于，将次反射镜(21)、通信天线(22)共心对接，其中通信天线(22)位于次反射镜(21)的外侧；
次反射镜(21)、通信天线(22)对接连接后，通信天线(22)的曲率半径小于次反射镜(21)的曲率半径，在二者的非连接位置之间形成的空隙内均匀设置有六个固定支撑架(25)，固定支撑架(25)呈梯形结构，且其两侧边具有与对应的连接面配合的弧度。


2.如权利要求1所述的一种光学成像卫星共形结构，其特征在于，
固定支撑架(25)上与通信天线馈源支撑结构(24)连接，通信天线馈源支撑结构(24)通过三角支撑的方式与通信天线馈源(23)固定连接，使通信天线馈源(23)位于通信天线(22)的焦点处。

【专利技术属性】
技术研发人员：董正宏，李新洪，周志鑫，安继萍，姚天鸷，张治彬，丁文哲，汪洲，杨露，姚红，王训，王俊峰，满万鑫，张国辉，刘立昊，苏昊翔，邓忠杰，林郁，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：北京;11