📜  电源和天线子系统

📅  最后修改于: 2020-11-23 04:09:05             🧑  作者: Mango


在本章中,让我们讨论电源系统,卫星的各个子系统从中获取电源,而天线子系统则从中获取电源。

电力系统

我们知道,在轨道上存在的卫星应在其使用寿命内连续运行。因此,卫星需要内部电源才能运行卫星中存在的各种电子系统和通信有效载荷。

电力系统是至关重要的子系统,可提供卫星工作所需的电力。这些系统主要使用太阳能电池(或面板)和可充电电池。

太阳能电池

基本上,太阳能电池从入射的阳光中产生电能(电流)。因此,太阳能电池主要用于向卫星的其他子系统供电。

我们知道单个太阳能电池产生的功率要少得多。因此,为了产生更多的功率,可以使用以阵列形式存在的一组电池。

太阳能电池板

卫星使用两种类型的太阳能电池阵列。这些是圆柱形太阳能电池阵列和矩形太阳能电池阵列或太阳帆。

  • 圆柱形太阳电池阵列用于旋转卫星。在任何给定时间,圆柱阵列的仅一部分将被阳光覆盖。因此,从部分太阳能电池阵列产生电能。这是这种类型的缺点。

  • 太阳帆克服了圆柱形太阳能电池阵列的缺点。由于太阳帆的所有太阳能电池都暴露在阳光下,因此这种太阳能发电能力更高。

可充电电池

在日食期间,很难从太阳光中获取能量。因此,在那种情况下,其他子系统从可充电电池获得电力。这些电池还在卫星发射期间为其他子系统供电。

通常,这些电池由于存在太阳能的情况下由太阳能电池产生的过量电流而充电。

天线子系统

卫星和地球站都装有天线。现在,让我们讨论一下卫星天线。

卫星天线执行两种类型的功能。它们是接收来自地球站的信号,并根据需要将信号传输到一个或多个地球站。换句话说,卫星天线接收上行链路信号并发送下行链路信号。

我们知道卫星天线的长度与工作频率成反比。为了减小卫星天线的长度,必须增加工作频率。因此,卫星天线的工作频率为GHz频率。

卫星天线

卫星中使用的天线被称为卫星天线。天线主要有四种类型。他们是:

  • 线状天线
  • 喇叭天线
  • 阵列天线
  • 反射天线

现在,让我们一一讨论这些天线。

线状天线

线状天线

有线天线是基本天线。单极偶极天线属于此类。这些以很高的频率使用,以便为TTCM子系统提供通信。

用作偶极子的总导线的长度,如果等于波长的一半(即l =λ/ 2),则这种天线称为半波偶极子天线

有线天线适合覆盖其访问范围并提供所有方向的信号强度。这就是说,有线天线是全向天线。

喇叭天线

喇叭天线

末端有孔的天线可以称为Aperture天线。传输线的边缘带有开口时,会辐射能量。该开口是一个孔径,使其成为孔径天线。

喇叭天线是孔径天线的一个例子。它用于卫星中,以便覆盖地球上的更多区域。

喇叭天线用于微波频率范围。相同的馈电喇叭可用于发送和接收信号。一个名为双工器的设备,它将这两个信号分开。

阵列天线

天线在个别情况下可以沿特定方向辐射一定量的能量,从而产生更好的发射效果,如果再增加几个元素,效果会更好。正是这个想法,导致了阵列天线或天线阵列的发明。阵列天线用于卫星,以从单个孔径形成多个波束。

阵列天线

反射天线

反射天线

反射天线适合于产生波束,该波束在一个特定方向上具有更高的信号强度。这就是说,这些是高度定向的天线。因此,抛物面反射器增加了卫星通信系统中天线的增益。因此,它们被用于电信和广播。

如果使用抛物面反射器天线传输信号,则来自馈源的信号会从偶极天线或喇叭天线发出,从而将波聚焦到抛物线上。这意味着,波从焦点出来并撞击抛物面反射镜。现在,该波被反射为准直的波前。

如果将同一天线用作接收器,则电磁波击中抛物线形状时,电磁波将反射到馈电点上。偶极天线或号角天线在其馈源处充当接收器天线,接收该信号,将其转换为电信号并将其转发到接收器电路。