太阳能无人机电源系统的发展现状与展望

阐述了太阳能无人机电源系统的特殊需求目标和设计要求,介绍了太阳能无人机电源系统的组成,主要部件的发展现状。对现有太阳电池、储能化学电池和电源控制系统的特点进行了梳理,并对未来临近空间应用的大型太阳能无人机电源系统面临的挑战进行了总结。提出未来太阳能无人机电源系统发电设备将围绕硅太阳电池阵和薄膜太阳电池阵为发展的热点方向,储能设备将由锂离子电池、锂硫电池和可再生燃料电池为研究重点,关键技术突破高效能、高可靠性、高环境适应性的临近空间无人机电源系统研究。     

新一代大型GEO卫星电源系统综述

卫星电源系统是卫星产生、存储、变换、调节和分配电能的重要组成部分,为卫星平台及载荷提供全寿命期的能源,影响着卫星的可靠性、寿命及带载能力。对我国新一代大型GEO卫星电源系统-东方红五号卫星公用平台电源系统的电源控制器、太阳电池阵及储能电池组等重要组成部分进行介绍,并总结了该系统的技术特点、研究现状、发展趋势及深远意义。     

高轨大功率卫星电源系统的MPPT技术

针对高轨大功率卫星的环境特点,对空间电源系统设计开展研究。高轨大功率卫星通常采用直接能量传输(DET)方式的电源系统,为保证卫星寿命末期电源系统的功率输出,通常把太阳电池方阵寿命末期的最大功率点设在母线电压附近,这就导致卫星寿命初期太阳能的利用率较低,提出了一种控制方法,保持DET电源系统的高传输效率优势的同时,采用分段固定电压最大功率跟踪(MPPT)技术,实现太阳电池方阵始终接近最大功率输出,从而寿命初期的能源利用率远高于其他形式的电源系统。     

大功率GEO通信卫星太阳电池阵

太阳电池阵是GEO通信卫星电源分系统的重要组成部分,其功能是将入射到其表面的太阳光能转换成电能,满足星上负载功率需求,同时为蓄电池充电,以满足卫星在被地球遮挡的阴影期的用电.对国外重要的通信卫星公司(如:德国ASTRIUM、法国TAS、美国LORAL等)以及国内的大功率GEO通信卫星太阳电池阵的情况进行了介绍,对主要技术指标进行对比,指出了发展的趋势.     

太阳电池阵受空间环境的影响及防护

论述了在卫星运行轨道上,电源分系统太阳电池阵受到空间环境的影响.对空间带电粒子、原子氧和地磁亚暴存在的状况和产生的机理进行了分析,阐明了在此工作环境下的太阳电池阵所受到的影响.提出了一些防护措施.其中在太阳电池银互连器表层镀金防原子氧的方法已经被成功地应用;在太阳阵表面实施ITO膜技术防静电充/放电方面做了详细的介绍,该项技术应用于"地球探测双星计划",使太阳阵表面最大电位差为±1 V.     

空间航天器电源技术现状及未来发展趋势

电源分系统是航天器最重要的分系统之一,其技术水平直接决定未来空间探测任务开展的可行与否。对国内外空间航天器电源技术现状进行了调研分析,综述了国内外空间航天器电源技术的发展情况和当前发展目标。通过对美国NASA和欧洲ESA电源关键技术发展进行研究,并与国内产品技术指标进行对比,分析指出了航天器电源技术未来发展目标和趋势。     

SAR卫星电源系统研究

近年来,合成孔径雷达成像(SAR)卫星在军用、民用领域越来越受到重视。SAR卫星电源系统具有峰值功率大及脉冲工作的特点,针对SAR卫星电源系统的特点,介绍分析了几种方案,通过限定输入条件,对比了几种方案的优缺点,并提出了后续电源系统的优化提升方向,该研究可为我国SAR卫星电源系统的设计提供参考。     

空间用新型太阳电池抗辐照特性

为了满足航天器电源系统对太阳电池的不同要求,研制多种性能和多种结构的新型太阳电池是十分必要的。研制了砷化镓(GaAs)太阳电池、薄型BSFR硅太阳电池、绒面薄型BSFR硅太阳电池等新型空间用太阳电池,并将这些太阳电池与常规BSFR硅太阳电池和BSR硅太阳电池的电性能和抗辐照性能进行了比较,砷化镓太阳电池有着最高的性能和最好的抗辐照性能,单晶硅太阳电池的电性能和抗辐照性能由电池的厚度,表面形貌及基体材料的电阻率决定。展望了这些太阳电池的空间应用前景。     

空间电源系统放电调节器技术的应用研究

结合我国空间电源系统放电调节器技术的发展现状,介绍了几种常用的蓄电池放电调节器的工作原理,给出了每种电路拓扑的工作电流波形,分析了每种电路拓扑的优缺点和应用场合,并对空间电源系统放电调节器技术的发展趋势进行分析和总结。     

低轨道微小卫星电源系统研究

低轨道微小卫星目前应用广泛,其体积小、质量轻、成本低、应用最新技术等特点使其具有广阔的发展空间。电源系统是卫星的几大核心系统之一,结合目前电源系统特点对低轨道微小卫星电源系统开展研究分析,提出了一种典型的系统拓扑设计方案,并结合工程化应用开展了可靠性、安全性分析。     

纳卫星、皮卫星的电源与配电系统

皮、纳卫星电源系统担负为整星供电的任务,皮、纳卫星的电源系统采用高效的三结砷化镓太阳电池、锂离子电池和集成化的电源管理和配电系统,皮、纳卫星电源系统采用能量直接传输方式.     

FY-2C卫星太阳电池阵在轨性能分析

风云二号气象卫星(C星)在轨工作近六年,该卫星电源系统采用BSFR太阳电池阵,这是空间电源工程首次在地球静止轨道上应用。母线电流遥测数据分析表明,太阳电池阵在同步轨道四年衰降约11%。     

长寿命卫星供配电分系统在轨性能分析

对我国2000年发射的一颗地球同步轨道卫星U(01)供配电分系统在轨8年的性能变化进行了详尽的分析,包括负载情况、太阳电池阵、蓄电池组、电子设备,对其工作状况做出结论,认为卫星供配电分系统性能良好。     

风云三号气象卫星热控系统地面健康管理研究

热控系统是风云三号气象卫星重要的组成部分，直接影响到卫星工作状态和使用寿命。卫星入轨后，在地面对该系统进行长期状态监视、异常检测与分析对于整星及各个有效载荷的安全运行具有重大指示意义。在对风云三号气象卫星热控系统热平衡原理、功能、组成等详细分析的基础上，对其地面健康管理机制及技术进行了系统研究，设计了相应的健康管理综合应用平台。以遥测数据为输入，构建了异常场景定性模型,实现了对风云三号气象卫星热控系统在轨状态的监视和健康管理，对卫星平台及各个载荷不同场景下的状态变化引起的温度波动事件进行关联分析及可视化表达,能够为卫星在轨安全运行提供有效预警和辅助保障，并具有推广价值。     

空间氢镍电池充电技术研究

精确、可靠的充电技术是氢镍电池在空间电源系统中成功应用的关键。针对国内卫星平台技术的特点和卫星自动控制技术的进展,对用于地球同步轨道卫星的氢镍电池多种充电技术,进行了分析和评述。     

GaInP2LEO空间太阳电池功率衰减估计

针对空间环境对GaInP₂太阳电池输出功率衰减的影响,以某晨昏轨道卫星搭载器件数据为对象,在分析轨道倾角摄动、光照角变化、降交点地方时漂移和日地距离波动等因素的基础上,讨论电池工作温度和输出电流变化,建立太阳电池输出电流拟合模型。同时,以拟合电流归一化处理为重点,在传统的光照角、日地距离和温度归一化方法的基础上,针对输入光照功率波动,提出利用温度进行归一化处理,无需传统的日地距离归一化。最后,利用实际在轨数据,对两种方法进行检验。结果表明,在晨昏轨道光照率较高、输入光照功率波动较大的情形下,相对于传统方法,新方法下得到的电流数据一致性更好;GaInP₂太阳电池输出功率的年衰减因子约为-0.004 44/a,相应的年衰减率约为0.443%;预测在轨15年后,输出功率衰减小于6.5%;GaInP₂太阳电池抗辐照性较强,适宜于近地空间长寿命应用场合。该方法可应用于在轨卫星长期测控与管理中的遥测诊断、能源估计与预测以及器件健康状态评估等方面。     

平流层通信及其相关技术的应用前景

平流层通信兼有地面无线通信和同步卫星及低轨卫星通信的优点,具有传输时延短、容量大、覆盖区域广、承载业务丰富、相关技术应用领域广泛等诸多优点,将能成为兼容固定和移动业务的新一代无线通信系统.文章分析了该技术在电力通信系统和应急领域、输变电设施监测、电力工程建设中通信保障等方面的应用前景,并首次提出和探讨了近空间太阳能发电及应用的设想和概念.     

卫星用型谱化高比功率电源控制器研究

鉴于我国航天事业的发展,卫星的发射周期在缩短,研制成本也在降低,因此迫切需要预研42 V全调节母线卫星用型谱化高比功率电源控制器。对当前42 V全调节母线卫星电源控制器进行分析,从电路、结构及工艺上提升,设计满足下一代导航卫星、Small-GEO卫星等适合下一代中高轨长寿命卫星需求的42 V型谱化高比功率电源控制器。     

燃料电池在航天中的应用

介绍了燃料电池在航天领域中的应用情况.碱性燃料电池已经在航天飞机中成功应用,但存在成本高,寿命短和安全性差等缺点.再生燃料电池通常由质子交换膜燃料电池组成.再生燃料电池 太阳能电池的组合在月球基地、大功率卫星和空间站及近空间飞行器上有很好的应用前景.     

HLA-DDS分布式通信卫星仿真系统

通信卫星仿真系统用于模拟通信卫星工作状态,在验证整星方案、测控对接试验、飞行控制演练、卫星操作培训、故障排查等活动中都具有非常重要的作用。随着仿真技术的发展和应用,卫星各分系统研制了相应的专业仿真系统。但是如何有效地整合各专业仿真系统,形成一个整星级仿真系统,一直是一个亟待解决的难题。本文通过研究分布式仿真系统,设计了HLA-DDS混合的分布式通信卫星仿真系统架构,可以有效整合各专业仿真系统,形成一个整星级高精度仿真系统。