卫星平台单机电气互联系统技术方案

本发明专利技术提供了一种卫星平台单机电气互联系统，包括：一个或多个柔性印制板电缆组件，被配置为将卫星平台上的各个单机之间进行低频电气互联；其中：卫星平台上单机之间的低频电气互联包括：各个单机之间的CAN总线信号、RS422信号、模拟量信号、数字量信号、LVDS信号、TLK2711信号及功率信号传输。

【技术实现步骤摘要】
卫星平台单机电气互联系统
本专利技术涉及航空航天
，特别涉及一种卫星平台单机电气互联系统。
技术介绍
根据国家对低轨互联网卫星星座战略需求，目前卫星研制项目由以往的单卫星研制向多卫星并行研制、单卫星执行任务向星座联合执行任务方向发展。对于低轨互联网卫星星座，利用运行在200km-2000km轨道高度的卫星群向地面提供宽带互联网接入服务，通过多颗卫星组网实现全球覆盖。卫星星座模式的发展和卫星功能的不断扩大，使得卫星研制面临时间紧、任务重等诸多挑战，对卫星研制过程、装星等工作提出了更高的要求。卫星星座相对以前的平台卫星而言，最主要特点是需要满足体积小、重量轻、成本低、可实现批量化生产等特殊需要，其中针对卫星各单机之间电气互联的常规导线电缆解决方案已经无法适应新的需求。此外，微小卫星电缆布局空间有限，常规导线电缆无法满足微小卫星狭窄的布局空间。在此背景下，急需一种新的用于批产卫星平台单机间、微小卫星平台单机间低频电气互联的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种卫星平台单机电气互联系统，以解决现有的常规导线电缆无法满足微小卫星狭窄的布局空间的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种卫星平台单机电气互联系统，包括：一个或多个柔性印制板电缆组件，被配置为将卫星平台上的各个单机之间进行低频电气互联；其中：卫星平台上单机之间的低频电气互联包括：各个单机之间的CAN总线信号、RS422信号、模拟量信号、数字量信号、LVDS信号、TLK2711信号及功率信号传输。可选的，在所述的卫星平台单机电气互联系统中，所述柔性印制板电缆组件以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材制成，以在可弯曲的轻薄塑料片上嵌入电路和精密元件，形成可弯曲的挠性电路；所述柔性印制板电缆组件通过敷铜传输信号及电流，柔性印制板电缆组件的两端具有端接接插件，其采用印制板式连接器；设计柔性印制板电缆组件时，在柔性印制板电缆组件厚度0.4mm基础上，根据弯曲半径不小于柔性印制板电缆组件厚度的10倍，弯曲半径设置为4mm。可选的，在所述的卫星平台单机电气互联系统中，根据宇航使用的苛刻环境要求，柔性印制板电缆组件还具备以下要求：柔性印制板电缆组件的最高耐受电压为1000V直流电压，柔性印制板电缆组件两端的端接接插件耐高压标准为250V、600V或1500V。可选的，在所述的卫星平台单机电气互联系统中，根据宇航使用的苛刻环境要求，柔性印制板电缆还具备以下要求：耐空间电子辐照剂量为≥5MGy(5╳108rad)；柔性印制板电缆组件作为星体内单机互联的组件，进行抗辐照加固处理；承受特定时间内空间环境的真空原子氧辐照能力，真空耐原子氧辐照剂量：在能量5eV的原子氧辐照下，其剥蚀率Ey≤5╳10-29m3。可选的，在所述的卫星平台单机电气互联系统中，根据宇航使用的苛刻环境要求，柔性印制板电缆还具备以下要求：真空逸气性：绝缘材料总质量损失TML≤1％，可凝结性挥发物CVCM≤0.1％，以在真空环境下，非金属材料及胶粘剂保持稳定，防止低分子材料逸出，保证真空逸气性。可选的，在所述的卫星平台单机电气互联系统中，根据宇航使用的苛刻环境要求，柔性印制板电缆还具备以下要求：柔性印制板电缆具有屏蔽抗干扰性，具有EMI、EMC抗电磁干扰能力，以在卫星发生静电放电时，减少干扰信号进入卫星内部；柔性印制板电缆组件用于信号传输时，其传输信号除常规普通信号外，还包括LVDS等高速低压差分信号；在设计其屏蔽性能时，同时设计其可弯曲特性及抗裂强度，防止因外张力而发生撕裂和裂纹。可选的，在所述的卫星平台单机电气互联系统中，卫星平台上采用柔性印制板电缆进行布局布线包括：在卫星三维模型中布局走线，确认柔性印制板电缆走线及长度信息；在进行柔性印制板电缆组件布局时需遵循以下几点：在同一路径下，电源线与信号线分开走线，尽可能保持整星柔性印制板电缆设计为整星各单机提供电缆通路，保证功率及信号的可靠传输；保证整星的可靠接地，以最优化设计柔性印制板电缆的走线；电缆布线遇到需要弯曲的时候，符合电缆的弯曲半径的要求，以最优化设计柔性印制板电缆的走线；单机之间连线尽量短，并使整星电流不构成大回路，以最优化设计柔性印制板电缆的走线。可选的，在所述的卫星平台单机电气互联系统中，卫星平台上采用柔性印制板电缆进行布局布线包括：确定柔性印制板电缆的信号种类、信号连接关系，设计单机间连接关系的接口数据单；确定卫星上单机之间的柔性印制板电缆走线路径后，确定柔性印制板电缆长度；根据信号种类及信号连接关系，设计单机间连接关系的接口数据单。可选的，在所述的卫星平台单机电气互联系统中，卫星平台上采用柔性印制板电缆进行布局布线包括：根据单机间连接关系的接口数据单，设计柔性印制板电缆组件加工图，并投产；根据单机间连接关系的接口数据单，利用软件设计柔性印制板电缆组件加工图样，并审核无误后，进行投产；设计柔性印制板电缆组件前参考目前生产厂家所能达到的工艺水平，包括：最小线距为4mil、最小线宽为4mil、最小焊盘尺寸为8mil、覆盖膜开窗最小尺寸长度≥5mm、最小孔径为0.2mm、孔径公差为±1mil、孔位公差为±0.1mm，以保证柔性印制板电缆组件的可制造性。在本专利技术提供的卫星平台单机电气互联系统中，使用具有自由弯曲、卷绕、折叠特性的柔性印制板电缆组件，实现卫星平台单机之间的电气互联，包括低速信号传输、高速信号传输以及功率信号传输。柔性印制板电缆组件可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化，兼具柔软、屏蔽抗干扰性能。该技术可有效地缩小所需的体积，解决了卫星内部有限三维空间电缆的布局、装配问题。应用柔性印制板电缆组件技术可有效的缩小航天器所需的体积和重量，这点对于航天器型号的载荷控制有着重要意义。附图说明图1是现有的常规导线电缆无法满足微小卫星布局空间示意图；图2是现有的常规导线电缆示意图；图3是本专利技术一实施例卫星平台单机电气互联电缆组件示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本专利技术。应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。在本专利技术中，各实施例仅仅旨在说明本专利技术的方案，而不应被理解为限制性的。在本专利技术中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。在此还应当指出，在本专利技术的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本专利技术的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本专利技术的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星平台单机电气互联系统，其特征在于，包括：/n一个或多个柔性印制板电缆组件，被配置为将卫星平台上的各个单机之间进行低频电气互联；其中：/n卫星平台上单机之间的低频电气互联包括：各个单机之间的CAN总线信号、RS422信号、模拟量信号、数字量信号、LVDS信号、TLK2711信号及功率信号传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种卫星平台单机电气互联系统，其特征在于，包括：
一个或多个柔性印制板电缆组件，被配置为将卫星平台上的各个单机之间进行低频电气互联；其中：
卫星平台上单机之间的低频电气互联包括：各个单机之间的CAN总线信号、RS422信号、模拟量信号、数字量信号、LVDS信号、TLK2711信号及功率信号传输。


2.如权利要求1所述的卫星平台单机电气互联系统，其特征在于，
所述柔性印制板电缆组件以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材制成，以在可弯曲的轻薄塑料片上嵌入电路和精密元件，形成可弯曲的挠性电路；
所述柔性印制板电缆组件通过敷铜传输信号及电流，柔性印制板电缆组件的两端具有端接接插件，其采用印制板式连接器；
设计柔性印制板电缆组件时，在柔性印制板电缆组件厚度0.4mm基础上，根据弯曲半径不小于柔性印制板电缆组件厚度的10倍，弯曲半径设置为4mm。


3.如权利要求2所述的卫星平台单机电气互联系统，其特征在于，根据宇航使用的苛刻环境要求，柔性印制板电缆组件还具备以下要求：
柔性印制板电缆组件的最高耐受电压为1000V直流电压，
柔性印制板电缆组件两端的端接接插件耐高压标准为250V、600V或1500V。


4.如权利要求1所述的卫星平台单机电气互联系统，其特征在于，根据宇航使用的苛刻环境要求，柔性印制板电缆还具备以下要求：
耐空间电子辐照剂量为≥5MGy(5╳108rad)；
柔性印制板电缆组件作为星体内单机互联的组件，进行抗辐照加固处理；
承受特定时间内空间环境的真空原子氧辐照能力，真空耐原子氧辐照剂量：在能量5eV的原子氧辐照下，其剥蚀率Ey≤5╳10-29m3。


5.如权利要求1所述的卫星平台单机电气互联系统，其特征在于，根据宇航使用的苛刻环境要求，柔性印制板电缆还具备以下要求：
真空逸气性：绝缘材料总质量损失TML≤1％，可凝结性挥发物CVCM≤0.1％，以在真空环境下，非金属材料及胶粘剂保持稳定，防止低分子材料逸出，保证真空逸气性。


6.如权利要求1所述的卫星平台单机电气互联系统，其特征在于，根据宇航使用的苛刻环境要求，柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫梅，陈博，刘会杰，朱月峰，刘阔，
申请(专利权)人：中国科学院微小卫星创新研究院，上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海;31