国外SAR卫星电源系统分析与启示

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星载ＳＡＲ电源设计优化以及系统稳定性研究

支树播（１９８６—），男，高级工程师，主要从事高频、高效ＤＣＤＣ转换技术，脉冲载荷电源技术研究。

陈　思（２０００—），男，硕士研究生，研究方向为脉冲载荷电源技术。

张　琨（１９９２—），男，工程师，主要从事高可靠电源供配电技术研究。

星载ＳＡＲ电源设计优化以及系统稳定性研究支树播１，　陈　思２，　张　琨１，　司雪圆１，　纪明明１，　王建萍１（１．北京卫星制造厂有限公司，北京　１０００９４；２．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌　４４３００２）摘　要：针对合成孔径雷达（ＳＡＲ）卫星电源系统特点以及对电源母线较高稳定度要求，开展了ＳＡＲ载荷二次电源与脉冲负载建模分析，并对直流分布式电源系统开展阻抗特性研究，提出增强系统工作稳定性的设计方法。

然后针对不同负载模式，开展系统稳定性研究。

最后，研制了原理样机，试验结果与理论分析一致，表明电源系统稳定且能够满足ＳＡＲ卫星有效载荷的供电要求。

关键词：ＳＡＲ二次电源；脉冲载荷；阻抗特性；试验分析中图分类号：ＴＭ４６　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５８１８８（２０２３）０７００４８０７ＤＯＩ：１０．１６６２８／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５８１８８．２０２３．０７．００８ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＤｅｓｉｇｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＳｙｓｔｅｍＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＳｐａｃｅｂｏｒｎｅＳＡＲＺＨＩＳｈｕｂｏ１，　ＣＨＥＮＳｉ２，　ＺＨＡＮＧＫｕｎ１，　ＳＩＸｕｅｙｕａｎ１，　ＪＩＭｉｎｇｍｉｎｇ１，　ＷＡＮＧＪｉａｎｐｉｎｇ１（１．ＢｅｉｊｉｎｇＳａｔｅｌｌｉｔｅＰｌａｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＮｅｗＥｎｅｒｇｙ，ＣｈｉｎａＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｃｈａｎｇ４４３００２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｌｏａｄｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｐｕｌｓｅｌｏａｄｏｆｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ（ＳＡＲ）ａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｂｕｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｉｍｐｅｄａｎｃｅｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｐｏｗｅｒＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｗｏｒｋｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｙｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｅｓｅａｃｈｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｌｏａｄｍｏｄｅｓ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｏｎｅｓ，ｗｈｉｃｈｃａｎｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔａｂｌｅａｎｄｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｎｅｅｄｓＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅｐａｙｌｏａｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＡＲｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ｐｕｌｓｅｌｏａｄ；ｉｍｐｅｄａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ０　引　言合成孔径雷达（ＳＡＲ）成像卫星能够开展全天时和全天候环境下的高分辨率、大范围对地观测，具有光学遥感卫星无法比拟的优点。

星载SAR综述

研究背景错误!未找到引用源。

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自美国在1978年发射第一颗合成孔径成像雷达卫星( Seasat)[ 1] 以来, 由于其能全天时、全天候、不受国界和政治的影响，几乎可以获得地球每个角落的高分辨率图像而受到广泛关注。

合成孔径成像雷达获得的高分辨率图像与传统光学图像相比，具有其明显的特点，可以获得光学图像所不具有的信息，工作在低频段的合成孔径成像雷达甚至可以发现隐藏在树林下、浅层地表下的目标。

目前星载合成孔径成像雷达已经在民用、军用方面得到了广泛的应用。

在民用方面，主要用来灾害评估，如地震引起的山体、道路、桥梁的断裂程度评估，水灾、雪灾的面积评估，海洋受污染的程度评估等; 海洋特性研究，如根据雷达图像分析海流、内波特性等。

在军事方面，主要用来侦察重要军事目标，如港口、机场等; 也可以对打击效果进行评估。

利用两部干涉合成孔径成像雷达对同一地区获得的图像，经干涉处理可以形成该地区的三维图像，因此可以用于地图测绘。

星载SAR研究现状星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）的研究主要集中在美国、加拿大和欧洲诸国等西方发达国家。

美国是星载合成孔径雷达的发源地，美国的研究人员在星载SAR领域做到了多个第一。

早在1978年，美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）就成功发射了第一颗SAR卫星—海洋卫星（Seasat）错误!未找到引用源。

Seasat的轨道高度为795km，分辨率为25m，测绘带宽度为100km。

Seasat运行了100天，对地球表面多达1亿平方千米的面积进行了测绘，并且利用重复轨道干涉模式首次在空间获得了地球表面的星载SAR干涉测量数据。

1989年NASA开展了一项星球雷达任务——“麦哲伦”（Magellan）SAR观测金星计划错误!未找到引用源。

极化干涉SAR的研究现状与启示

（ＡＲ）ｉｔｒｒｍｅｒＡＲａｅｃｎｉｅｅｒｔ，ｎｅｅｂｉｃｎｅｔｏｈｒｎｅｏｔｚｔｎａｄＳｗｔｉｅｆｏｔｉＳｒｏｓｒБайду номын сангаасｆｓｌａｄｔｎｔａｃｏｃｐｓｆｏｅｅｃｐｉａｉｎｈｎｅｃｄｉｙｈｈｓｃｍｉｏ
提取提供了可能性。ＰＯＬＮＳＩＡＲ系统研制、数据处理技术和应用研究己成为国外ＳＲ技术研究的热点。Ａ本文通过对ＰＯＬＮＳＲ技术、ＩＡ典型星载极化ＳＡＲ系统研
ＩＡＮＳＲ主要用于获取地物的空间垂直结构信息。通过
极化干涉ＳＡＲ的研究现状与启示
吴一戎洪文王彦平
北京１０８）０００（中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室
摘
要：阐述极化与干涉结合的基本考虑，介绍极化干涉ＳＲ相干最优和相干目标分解的基本思想，总结分析极Ａ
化干涉ＳＡＲ技术、典型星载极化ＳＲ系统研制和极化干涉ＳＲ应用的研究现状，以得到开展极化干涉ＳＲ技ＡＡＡ
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１引言

国外合成孔径雷达侦察卫星发展现状与趋势分析

国外合成孔径雷达侦察卫星发展现状与趋势分析Email:**********************0 引言未来战场状况瞬息万变，实时掌握正确的情报信息是取得战争主动权的重要因素，对敌照相侦察是进行情报收集的有效手段。

然而利用各种天然环境与人为工事、配合黑夜与恶劣气候条件、隐蔽及掩护部队（武器）行踪可使得传统光学影像无能为力，这也给雷达影像以发展契机。

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是一种全天候、全天时的现代高分辨率微波成像雷达。

它是二十世纪高新科技的产物，是利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和信号处理方法，以真实的小孔径天线获得距离向和方位向高分辨率遥感成像的雷达系统，在成像雷达中占有绝对重要的地位。

近年来由于超大规模数字集成电路的发展、高速数字芯片的出现以及先进的数字信号处理算法的发展，使SAR具备全天候、全天时工作和实时处理信号的能力，并已经成为现代战争军事情报侦察的重要工具[1]。

了解与研究国外SAR侦察卫星的发展现状及趋势，无论是对我国开发新的SAR卫星系统还是研究反SAR侦察技术都具有重要的现实意义。

1国外SAR侦察卫星的发展现状1.1 美国的Lacrosse卫星“长曲棍球”（Lacrosse）卫星是美国的军用雷达成像侦察卫星。

它不仅适于跟踪舰船和装甲车辆的活动，监视机动或弹道导弹的动向，还能发现伪装的武器和识别假目标，甚至能穿透干燥的地表，发现藏在地下数米深处的设施。

美国已经发射了Lacrosse-1（1988年12月）、Lacrosse-2（1991年3月）、Lacrosse-3（1997年10月）、Lacrosse-4（2000年8月）、Lacrosse-5（2005年4月），其中Lacrosse-1已经退役，并正在研制Lacrosse-6，分辨率从最初的1 m提高到0.3 m。

“长曲棍球”卫星已成为美国卫星侦察情报的主要来源，美国军方计划再订购6台“长曲棍球”卫星上的SAR，每台SAR的价格约5亿美元[2]。

国外SAR卫星最新进展与趋势展望

，；（Ｓｈａｎｈａｉ２０１１０９，ＣｈｉｎａｏｆＳａｃｅｆｌｉｈｔＴｅｃｈｎｏｌｏＳｈａｎｈａｉＡｃａｄｅｍ１．ｇｐｇｇｙｇｙ，）Ｓｈａｎｈａｉ２０１１０９，Ｃｈｉｎａ２．ＳｈａｎｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳａｔｅｌｌｉｔｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇｇ ’ ，：ｓＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｒａｃｔｉｃｅｔｈｅｓｓｔｅｍＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｄｖａｎｃｅｏｕｒｃｏｕｎｔｒｐｙｙ，，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｒｅｓｅｎｔｓｔａｔｕｓｒｏｄｕｃｔｓａｎｄａｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｔｉｃａｌＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｐｐｐｐｙｐ，ｗ，ＴａｎＤＥＭ－ＸｔｈｉｓａｅｒｈｉｃｈｗｅｒｅＧｅｒｍａｎＣｏｓｍｏｔｅｍ，ＩｔａｌｋＭｅｄｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎＪａａｎＡＬＯＳａｔｅｌｌｉｔｅａｎｄｓｓＳ２ｓ－－ｐｐｙｙｙｐｙ，ｗ，ＳｅｎｔｉｎｅｌＥｕｒｏｅａｎＳａｃｅＡｅｎｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ．Ｓｏｍｅｔｉｃａｌａｌｉｃａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｉｖｅｎｈｉｃｈｗｅｒｅａｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎ１ｃ－ｐｐｇｙｙｐｐｐｇｇ，ｍｉｓｓｉｏｎｔｉｍｅｃｈａｎｅｏｆｉｃｅｆｉｅｌｄｕｎｉｔｅｄｗｉｔｈｓｈｕｔｔｌｅｒａｄａｒｔｏｏｒａｈｌａｎｄｓｕｒｆａｃｅｅｌｅｖａｔｉｏｎｄａｔａｌｏｎｕｌｔｒａｈｉｈａｃｃｕｒａｃｇｐｇｐｙｇｇｙ（，，ＳＲＴＭ）ｓｅａｉｃｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｒｏｕｎｄｖｅｌｏｃｉｔｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｂｏｒｄｅｒｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｉｅｓｉｎｇｇｙ，ｄｍａｒｉｔｉｍｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｒｅｏｅｒａｔｉｏｎａｌｖａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓ（ＣＬＯＳＥＹＥ）ｉｓａｓｔｅｒｆａｓｔｒｅｓｏｎｓｅａｎｄ－ｙｐｐｐ，，ａｍｏｎｉｔｏｒｉｎｓｕｅｒｒｅａｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｓｍａｌｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｎｄｂｕｉｌｄｉｎｈｅｉｈｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．ＴｈｅＣｏｓｍｏａ－－ｇｐｇｇｇｇ；Ｎ；ＴＳｓｓｋＭｅｄＳｅｃｏｎｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ（ＣＳＧ）ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎＩＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅａｎＤＥＭ－Ｌｔｅｍ；ＲａｄａｒＳＡＴｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｙｙ，ｍｗｅｒｅｔｈｅｎｅｘｔｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳＡＲｓｓｔｅｍｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｏｓｉｔｉｏｎｏｄｅａｎｄｍａｉｎｍｉｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｇｙｐ，ｆｕｔｕｒｅｓｓｔｅｍｓｗｅｒｅｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＩｔｉｓｒｏｏｓｅｄｔｈａｔｔｈｅＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｓｂｏｕｎｄｔｏｄｅｖｅｌｏｉｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｌｏｗｃｏｓｔｙｐｐｐｐ，ｍ，ｌｉｈｔｗｅｉｈｔｕｌｔｉｍ Байду номын сангаас ｄｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｎｄｈｉｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．ｇｇｇ：；Ｔ；ＡＫｅｗｏｒｄｓＳｎｔｈｅｔｉｃａｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ（ＳＡＲ）ｓａｔｅｌｌｉｔｅａｎＤＥＭ－Ｘｔｅｍ；ＣｏｓｍｏｋＭｅｄＭｉｓｓｉｏｎＬＯＳＳｓＳ２－－ｙｐｙｙｙ；Ｓ；Ｃ；Ｎ；ｓ１ｃＳａｔｅｌｌｉｔｅｅｎｔｔｉｎｅｌｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｏｓｍｏｋＭｅｄＳｅｃｏｎｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ（ＣＧＳ）ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎＩＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅ－－ｙＴａｎＤＥＭ－Ｌｔｅｍ；ａｄａｒＳＡＴｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｓｓＲｙ

星载SAR技术的发展趋势及应用浅析

未来星载SAR技术的发展趋势可以从技术、市场和政策等方面进行分析。在技术方面，高分辨率成像和快速成像技术将是未来星载SAR技术的重要发展方向。随着雷达硬件和信号处理技术的进步，星载SAR的成像分辨率将不断提高，能够更好地识别地物特征和检测目标。快速成像技术也将得到进一步发展，以适应对快速变化的目标进行监测和成像的需求。
3、科研成果丰硕。星载SAR技术在科研领域的应用越来越广泛，未来将有更多的科研成果涌现。例如，利用SAR技术进行地形地貌研究、地质构造研究、气象研究等，为人类认识地球和探索未知领域提供更多的科学依据。
星载SAR技术应用案例分析
以星载SAR技术在环境监测方面的应用为例，SAR技术可用于水体污染监测和植被覆盖监测。例如，德国的TerraSar-X卫星搭载了X波段SAR传感器，能够获取高分辨率的二维图像，用于监测水体污染和浮游垃圾。同时，利用多角度和多极化方式的SAR数据，可以获取植被覆盖情况的信息，用于评估生态环境状况。
此外，数据压缩技术也将在星载SAR技术中发挥越来越重要的作用，以解决数据传输和处理方面的挑战。
在市场方面，星载SAR技术将继续在各个领域发挥重要作用。例如，在灾害监测领域，星载SAR可以提供大范围、高精度的地表信息，帮助进行灾害预警和响应；在军事领域，星载SAR可以用于侦察、情报收集和战场监测等任务；在民用领域，星载SAR可以应用于土地资源调查、城市规划、交通监控等众多领域。随着应用领域的不断拓展，星载SAR市场规模也将不断扩大，吸引更多的投资者和参与者。
2、智能优化和控制：未来星载相控阵天线的发展将更加注重智能优化和控制。通过利用人工智能和机器学习等技术，可以实现天线的自动优化和智能控制。这将使得天线在各种复杂环境下都能实现最佳的性能表现。

一种小型SAR卫星电源系统设计

一种小型SAR卫星电源系统设计雷英俊; 马亮; 李海津【期刊名称】《《航天器工程》》【年(卷),期】2019(005)005【总页数】4页(P101-104)【关键词】小型SAR卫星; 电源系统; 复合母线体制【作者】雷英俊; 马亮; 李海津【作者单位】北京空间飞行器总体设计部北京 100094【正文语种】中文【中图分类】V442合成孔径雷达(SAR)成像卫星可以提供全天时、全天候环境下的高空间分辨率全球观测能力，1978年，全球第一颗 SAR卫星——美国的海洋卫星(SEASAT)发射升空，为空间微波遥感掀开了崭新的一页。

随着加拿大雷达卫星-1(Radarsat-1)等商用卫星的成功，对SAR图像的需求越来越旺盛，SAR卫星的发展突飞猛进。

随着星载SAR技术的发展，分辨率等指标逐渐提高，系统功能逐渐增强，但卫星质量也在增加，其研制和发射成本也随之增加。

在低成本、高效费比要求和星载SAR 载荷技术跨越式发展的双重推动下，轻小型星载SAR将迎来加速发展的阶段[1]。

通常将质量在100 kg～500 kg的卫星称为小卫星，与大卫星相比，小卫星具有快速反应能力强、研制周期短、投资风险小等优点。

从已有的小卫星SAR所发挥作用来看，效费比明显提高，研制费用大幅降低，在军事和经济上的应用越来越重要[2]。

已发射的小型SAR卫星主要包括以色列技术合成孔径雷达(TecSAR)，卫星SAR 天线采用抛物面天线，相对降低了对整器功率的需求，TecSAR系统功率为1.6 kW[3]。

相对于反射面，SAR天线采用有源相控阵体制，波束控制更加灵活，能够实现多种工作模式，但相控阵SAR天线质量大、功耗大，对小型SAR卫星的设计提出了更高的挑战，要求电源系统质量更轻，提供更大的峰值功率。

英国萨瑞卫星技术公司(STLL)研制的新型低成本合成孔径雷达卫星系统(NovaSAR)是典型的轻小型SAR系统，系统功耗上升到2.2 kW。

国内大型SAR卫星电源系统的研究工作发展迅速，已成功发射包括高分三号在内的多颗大型SAR卫星[4]，但国内对小型SAR卫星电源系统的研究还处于起步阶段。

极化干涉SAR的研究现状与启示_吴一戎

第29卷第5期电子与信息学报Vol.29No.5 2007年5月Journal of Electronics & Information Technology May2007极化干涉SAR的研究现状与启示吴一戎洪文王彦平(中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室北京 100080) 摘要：阐述极化与干涉结合的基本考虑，介绍极化干涉SAR相干最优和相干目标分解的基本思想，总结分析极化干涉SAR技术、典型星载极化SAR系统研制和极化干涉SAR应用的研究现状，以得到开展极化干涉SAR技术研究的启示。

关键词：极化干涉SAR；极化SAR；干涉SAR；SAR中图分类号：TN958 文献标识码：A 文章编号：1009-5896(2007)05-1258-05The Current Status and Implications of Polarimetric SAR InterferometryWu Yi-rong Hong Wen Wang Yan-ping(National Key Lab of Microwave Imaging Technology,Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China)Abstract: In this paper, the basic factors of the techniques combining the polarimetric synthetic aperture radar (SAR) with interferometric SAR are considered firstly, and then the basic concepts of coherence optimization and target decomposition of polarimetric SAR interferometry are illustrated. The current status of polarimetric SAR interferometry technique, the developments of typical spaceborne polarimetric SAR systems and the applications of polarimetric SAR interferometry are summarized.Key words: Polarimetric SAR Interferometry; Polarimetric SAR; Interferometric SAR; SAR1 引言经过长年的发展，合成孔径雷达(SAR-Synthetic Aperture Radar)技术与系统从单波段、单极化已逐步发展到多波段、全极化SAR、干涉SAR 遥感[1]，最近几年出现的极化干涉SAR (POLINSAR-Polarimetric SAR Interferometry) 把SAR遥感应用推向高潮，期望实现从高分辨率定性成像到精确高分辨率定量测量的转变。

-种大功率SAR卫星电源系统设计

第26卷第3期航天器工程Vol. 26 N a3 2017 年6 月______________________________SPA C EC R A FT EN G IN EERIN G__________________________________________57一种大功率SAR卫星电源系统设计杨双景赵长江(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要SAR卫星电源系统具有大功率脉冲供电、响应速度快的特点。

文章分析和总结了国外SAR卫星供电拓扑结构，提出了一种具有并网供电功能的双母线SA R卫星供电拓扑结构。

通过在平台母线和SAR载荷母线之间的并网控制器，实现故障时SA R载荷母线对平台负载并网供电，提高了供电可靠性。

文章还给出了并网控制器在轨使用策略，地面和在轨测试验证了电源系统设计的正确性，可为我国后续大功率SAR卫星电源系统设计提供参考。

关键词SAR卫星；电源；双母线拓扑结构中图分类号：V442 文献标志码：A DOI：10. 3969/j. issn. 1673-8748. 2017. 03. 009Design of Power Supply System for High Power SAR SatelliteYANG Shuangjing ZHAO Changjiang(Beijing Institute of Spacecraft System Engineering,Beijing 100094,China)Abstract：SAR satellites have the characteristics of high power pulse and quick response. The power supply topologies of the foreign SAR satellites are analyzed and summarized. A novel power supply topology with parallel busbar function for SAR satellite is proposed. The two busbars can be paralleled with the parallel operation unit applied between the platform busbar and the payload busbar to improve power supply reliability in the failure mode. The work mode of the parallel operation unit on orbit is introduced. The ground and on orbit test verifies the correctness of the scheme. The scheme proposed in this paper can provide reference for the other SAR satellite power supply system design.Key words：SAR satellite；power supply；double busbar structurei引言1978年美国成功发射了合成孔径雷达(SA R)卫星—海洋卫星-A ( SeaSat-A)之后，世界各国如加拿大、意大利、德国和印度等[m]相继发射了多颗SA R成像卫星。

sar卫星轨道原理 -回复

sar卫星轨道原理-回复SAR卫星轨道原理SAR（Synthetic Aperture Radar）合成孔径雷达是一种利用微波信号进行成像的遥感技术。

相比于光学遥感技术，SAR具有在任何天气和任何时间进行高分辨率地表观测的优势。

SAR卫星轨道的选择是SAR成像的关键因素之一。

本文将详细介绍SAR卫星轨道的原理和选择。

一、SAR卫星轨道类型SAR卫星轨道有三种类型：地球同步轨道（GEOSynchronous Orbit），太阳同步轨道（Sun-Synchronous Orbit）和非同步轨道（Non-Synchronous Orbit）。

每种轨道类型都有其特定的应用和优势。

1.地球同步轨道：地球同步轨道是指卫星的运行速度与地球自转速度相同，从地面上看卫星的轨道是固定的。

这种轨道适用于需要连续观测同一地区的应用，如气象和通信。

然而，对于SAR卫星来说，地球同步轨道的固定性会限制其成像覆盖范围，并可能导致数据质量不均匀。

2.太阳同步轨道：太阳同步轨道是指卫星的轨道平面与太阳的轨道平面相交，以确保在相同的地方每天的时间相同。

这种轨道适用于需要周期性观测全球地表的应用，如地质勘探和环境监测。

SAR卫星在太阳同步轨道上飞行时，由于地球的自转，其成像覆盖范围会随时间而改变，这样可以获得全球范围的数据。

3.非同步轨道：非同步轨道是指卫星的轨道平面与地球赤道平面之间的夹角不为零。

这种轨道适用于需要灵活观测特定地区的应用，如海洋监测和灾害响应。

SAR卫星在非同步轨道上的成像覆盖范围取决于其轨道设计和卫星机动性能。

二、SAR卫星轨道设计SAR卫星轨道的设计是根据应用需求和系统性能来确定的。

以下是SAR 卫星轨道设计的一般步骤：1.确定应用需求：首先需要明确需要监测的地区范围、观测频率和分辨率等应用需求。

这些需求将直接影响SAR卫星轨道的选择。

2.考虑合适的成像覆盖范围：根据需要监测的地表范围，设计合适的成像覆盖范围，以确保数据的完整性和质量。

2024年卫星电源市场分析现状

卫星电源市场分析现状概述卫星电源是卫星系统中的关键组件，为卫星提供电能。

随着航天技术的不断发展，卫星电源市场也得到了快速增长。

本文将对卫星电源市场的现状进行分析。

市场需求随着卫星应用领域的不断拓展，对卫星电源的需求量也在持续增加。

当前，卫星电源市场主要受以下几个方面的需求驱动：1.卫星通信：全球范围内的通信网络需要卫星作为传输载体，这就需要更多的通信卫星上天，进而拉动卫星电源市场需求的增长。

2.地球观测：卫星地球观测系统在气象、环境监测等领域具有广泛应用，这些系统对高性能、高稳定性的卫星电源有着较高的需求。

3.火箭发射：随着火箭发射次数的增加，卫星数量也在快速增长。

每颗卫星都需要可靠的电源系统来保证正常运行，因此卫星电源的需求也相应增加。

市场状况主要参与者卫星电源市场目前存在着多家主要参与者，包括：1.通用动力公司：作为卫星电源市场的领军企业之一，通用动力公司在卫星电源研发和制造方面具有丰富经验。

2.地平线公司：地平线公司凭借其高性能、高可靠性的卫星电源产品，成为卫星电源市场的重要参与者。

3.希捷科技有限公司：希捷科技通过不断创新，提供了多种高效节能的卫星电源产品，得到了市场的广泛认可。

市场趋势卫星电源市场正呈现以下几个趋势：1.产业集中度提高：卫星电源市场的竞争日益激烈，领先企业通过收购、兼并等方式来提高自身实力和市场份额。

2.技术创新：卫星电源技术在不断创新进步，特别是在能效提高、体积缩小和重量减轻方面取得了显著进展。

3.多元化应用：卫星电源市场正逐渐涉足航天器、卫星导航等领域，实现产品的多元化应用。

市场挑战卫星电源市场也面临一些挑战：1.成本压力：卫星电源产品的设计、制造与测试过程中，需要投入大量资金，成本压力较大。

2.竞争激烈：市场竞争激烈，企业需要不断创新来保持竞争优势。

3.安全风险：卫星电源的安全性问题一直是市场的关注焦点，必须严格遵循相关法规和标准。

市场前景未来，卫星电源市场有望继续保持稳定增长。

2024年卫星电源市场调研报告

2024年卫星电源市场调研报告1. 引言本报告旨在对卫星电源市场进行系统的调研和分析，提供对市场发展趋势、竞争格局和机会挑战的深入了解。

我们通过对市场规模、需求趋势、关键参与者和影响因素的分析，揭示了卫星电源市场的整体状况。

2. 市场概述2.1 市场定义卫星电源是指用于为卫星提供电力的设备和系统。

它起着向卫星提供能量、保持卫星正常运行的关键作用。

2.2 市场规模根据我们的调研和数据分析，卫星电源市场在过去几年稳步增长。

预计未来几年，随着全球卫星发射数量的增加和卫星电源需求的增长，市场规模将继续扩大。

2.3 市场发展趋势2.3.1 绿色环保电源的兴起随着环境保护意识的提高，对绿色环保电源的需求也逐渐增加。

未来，卫星电源市场将更加注重技术创新和环境友好型产品的研发。

2.3.2 新能源技术的应用随着新能源技术的发展和成熟，如太阳能、燃料电池等，卫星电源市场将逐渐向新能源技术倾斜，以提高能源利用效率和减少对传统能源的依赖。

2.3.3 航天科技的突破随着航天技术的飞速发展，卫星的功能和续航能力要求不断提高。

这将对卫星电源的性能和可靠性提出更高要求，提供了市场发展的新机遇。

3. 市场竞争格局3.1 主要参与者卫星电源市场存在多家主要参与者，包括： - 全球知名电源设备制造商 - 卫星制造商 - 航天科技研究机构 - 卫星电源解决方案提供商3.2 市场竞争特点卫星电源市场竞争激烈，主要表现在： - 技术创新程度 - 产品性能和质量 - 客户服务和支持4. 市场机会和挑战4.1 市场机会卫星电源市场存在以下机会： - 快速增长的卫星发射数量 - 环保电源的需求增长 - 非常规能源技术的应用4.2 市场挑战卫星电源市场面临以下挑战： - 技术创新和成本控制的平衡 - 竞争激烈和市场份额争夺 - 政策和法规的变动5. 结论卫星电源市场面临着机遇和挑战。

只有适应市场需求，加强技术创新，提高产品性能和质量，才能在竞争中取得优势。

国外全电推进卫星发展分析

S T ARS TWIN K LESpa ce I n te rnatio nal 国际太空总第423期21国外全电推进卫星发展分析李云（中国航天系统科学与工程研究院）全电推进卫星是指星箭分离后完全依靠电推进系统变轨进入工作轨道，且入轨后位置保持也采用电推进系统的卫星。

2012年3月，波音公司（Boeing ）在一次商业通信卫星竞标中，首次推出全球首款全电推进卫星平台—波音卫星系统－702SP （BSS －702SP ）卫星平台，拉开了全电推进卫星研制的序幕。

1波音公司的BS S －702S P 卫星平台波音公司的新型BSS －702SP 地球静止轨道通信卫星平台，是在继承BSS －702卫星平台技术的基础上进行创新设计，为用户提供的一款价格较低、质量较轻的小功率卫星平台。

该卫星平台历时两年时间设计，通过采用全电推进，可大幅降低卫星发射质量和提高载荷比。

采用BS S －702SP 卫星平台的ABS －3A 卫星示意图BSS －702SP 卫星平台性能参数1.8m ×1.9m ×3.5m 总质量1900（包括有效载荷）3～8（寿命末期）15锂离子零动量、三轴稳定0.1可重构冗余电子分布式处理（可选）一体化推进控制天线指向控制（可选）即插即用体系结构Spa c e Wire 数据总线接口电、机械、软件两个单轴驱动太阳翼，每个太阳翼4块面板超三结砷化镓电池4台氙离子推力器B S S －702S P 卫星平台提供的电源功率为3～8k W ，最大有效载荷质量为500k g ，最多可安装5副天线。

该卫星平台采用已经在BSS －702HP 和BSS －702MP 两种卫星平台上经过充分验证的25cm 氙离子推力器（XIPS －25）；采用新一代电子体系结构，简化运行并改善接入，还可评估卫星的健康状态；可搭载S 、X 、C 、K u 和Ka 等频段转发器，还可搭载敏感器、特高频（UH F ）和导航L 频段等有效载荷。

SAR卫星配电系统设计与验证

㊀V o l ．２６㊀N o ．６㊀１０６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程S P A C E C R A F TE N G I N E E R I N G ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第２６卷㊀第６期㊀２０１７年１２月S A R 卫星配电系统设计与验证李小飞１㊀张晓晨１㊀刘奕宏１㊀夏辉２㊀吴建超２㊀戈焰３(１北京空间飞行器总体设计部,北京㊀１０００９４)(２北京卫星制造厂,北京㊀１０００９４)(３兰州空间技术物理研究所,兰州㊀７３００００)摘㊀要㊀根据合成孔径雷达(S A R )卫星高压大功率有效载荷用电㊁双独立母线供电等典型特点及长寿命可靠性要求,设计了混合式能源分配㊁熔断器与限流保护分类应用的配电方案,以高分三号(G F Ｇ３)卫星为例,建立了卫星配电系统的仿真模型,对卫星能源分配㊁熔断器和限流保护对母线影响进行了仿真分析和地面试验验证,结果表明:卫星能源分配合理,供电保护有效,能够满足S A R 载荷卫星的配电保护需求和整星能源安全保护需求,可以为我国后续S A R 卫星的配电系统设计提供参考.关键词㊀S A R 卫星;配电系统;混合式能源分配中图分类号:V ４４２㊀㊀文献标志码:A㊀㊀D O I :１０３９６９/ji s s n １６７３Ｇ８７４８２０１７０６０１７D e s i g na n dV e r i f i c a t i o no fP o w e rD i s t r i b u t i o nS ys t e mf o r S A RS a t e l l i t e L IX i a o f e i １㊀Z HA N G X i a o c h e n １㊀L I U Y i h o n g １㊀XI A H u i ２㊀WUJ i a n c h a o ２㊀G EY a n ３(１B e i j i n g I n s t i t u t e o f S p a c e c r a f t S y s t e m E n g i n e e r i n g ,B e i j i n g １０００９４,C h i n a )(２B e i j i n g S p a c e c r a f t s ,B e i j i n g １０００９４,C h i n a )(３L a n z h o u I n s t i t u t e o f P h y s i c s ,L a n z h o u７３００００,C h i n a )K e y wo r d s :A c c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f h i g h v o l t a g e a n d h i g h p o w e r S A R p a y l o a d s ,t h e t w o i n Ｇd e p e n d e n t p o w e r b u s e s a n d t h e r e q u i r e m e n t so f l o n g l i f ea n dh i g hr e l i a b i l i t y,t h e p o w e rd i s t r i b u t i o n s c h e m ew i t hh y b r i de n e r g y d i s t r i b u t i o na n da p pl i c a t i o no f f u s e sa n dc u r r e n t Ｇl i m i t e d p r o t e c t i o n i sd e Ｇs i g n e d ．T h e p a p e r t a k e sG F Ｇ３s a t e l l i t e a s a n e x a m p l e ,e s t a b l i s h e s a s i m u l a t i o nm o d e l o f s a t e l l i t e p o w e r d i s t r i b u t i o n s y s t e m ,a n a l y z e d t h es a t e l l i t ee n e r g y d i s t r i b u t i o na n dt h e i n f l u e n c eo fb u s p r o t e c t i o no n t h e g r o u n d ．T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e s a t e l l i t ee n e r g y d i s t r i b u t i o n i s r e a s o n a b l ea n dt h ed i s t r i b u t i o n p r o t e c t i o n i s e f f e c t i v e ．I t c a nm e e t t h e p o w e r d i s t r i b u t i o n p r o t e c t i o n r e q u i r e m e n t s a n d e n e r g y s e c u r i t yr e q u i r e m e n t s o f S A Rs a t e l l i t e ,a n d p r o v i d e s a r e f e r e n c e f o r t h e d e s i g no f f o l l o w i n g SA Rs a t e l l i t e s ．K e y wo r d s :S A Rs a t e l l i t e ;p o w e r d i s t r i b u t i o n s y s t e m ;h y b r i d e n e r g y d i s t r i b u t i o n 收稿日期:２０１７Ｇ１０Ｇ２０;修回日期:２０１７Ｇ１１Ｇ２４基金项目:国家重大科技专项工程作者简介:李小飞,男,高级工程师,从事航天器供配电总体设计工作.E m a i l :l i x i a o f e i １１６＠１６３．c o m .１㊀引言合成孔径雷达(S A R )成像卫星具有全天时㊁全天候高分辨率全球观测能力,从１９７８年美国成功发射海洋卫星(S e a s a t )开始,世界各国对S A R 卫星的需求越来越旺盛,近１０年来S A R 卫星已经进入飞速发展时期.随着S A R 载荷成像分辨率㊁幅宽等方面能力的不断提升,S A R 卫星对电源系统的要求也相应提高.与传统光学遥感卫星３k W 级㊁单母线配电需求相比,S A R 卫星具有峰值功率大㊁功率幅值跨度大的特点,功率需求的变化范围可达２０k W .为满足上述能源需求,目前,国内S A R 卫星均采用双独立母线设计,平台采用低压全调节母线,S A R载荷采用高压不调节母线.但双独立母线系统卫星在轨飞行时,当飞行任务需求㊁所处轨道位置不同或者电源自身故障时,存在双母线能源分配不合理或者单母线能源供给不足的情况,导致卫星能量平衡情况恶化.此外,考虑到S A R卫星长寿命和高可靠性要求,当单个负载发生短路时,应设置供电保护电路切断短路通路,保障电源供电和配电通路的安全性.目前国内卫星普遍采用熔断器作为短路保护手段,但考虑到S A R卫星大功率和脉冲工作特性,在工作过程中可能产生幅值和频率较高的冲击电流,电流热积累会造成熔断器故障,影响熔断器保护的可靠性.因此,S A R卫星配电系统迫切需要解决能源优化配置和功率通路有效保护的问题[１Ｇ２].本文针对国内S A R载荷卫星能源需求,首先分析S A R卫星配电系统特点,从能源分配方式㊁过流保护方式等方面进行了方案比较,然后设计了混合式能源分配㊁熔断器与可恢复式过流保护分类应用的配电系统,能够在卫星能源状态不均衡或平台蓄电池故障情况下,自主进行双母线能源调度,采用S a b e r仿真工具,对S A R卫星配电系统进行建模分析,并通过卫星地面测试和在轨测试验证了设计方案的正确性.２㊀S A R卫星配电系统特点分析２．１㊀能源分配方式１)集中式能源分配方式集中式能源分配方式为卫星配置一级配电器和直流Ｇ直流变换器,在一次供电端进行通路控制,并通过直流Ｇ直流变换器实现一次电源集中变换和E M C隔离,以满足负载设备的不同用电需求.集中式能源分配方式多见于国外S A R卫星,由于采用单母线设计,卫星所需配电设备少,配电网络简洁,成本低,缺点在于变换功率集中,对配电设备耐高压大电流的能力要求较高,配电系统可靠性低,且当系统结构复杂时控制时效性较低.２)分散式能源分配方式分散式能源配电方式为卫星各条母线用电设备分别实现电源变换和开关控制,将整星功率分散到各条母线上,让多个配电器和直流Ｇ直流变换器负责各自区域的能源控制与管理.分散式能源分配方式多见于国内S A R卫星,由于采用双独立母线设计,按固定比例将卫星能源分配至各条母线,降低了各母线对应配电设备的功率压力,各配电区域独立工作,有效限制配电网络故障扩散,缺点在于配电设备数量增加,卫星配电网络被分割,不同配电网络之间不能实现能源交换,配电方式灵活性差,配电系统为满足可靠性所付出的代价增大.３)混合式能源分配方式混合式能源分配方式是在分散式能源分配方式基础上加入协调控制单元,用于调整各个分散式配电区域的能源供给,协调控制单元在各分散式配电区域能源供给正常时不参与能源调度,当某个配电区域能源供给异常时,协调控制单元执行能源调度,将其它配电区域的富裕能源分配至异常配电区域,保证配电区域的能源供应.该方式的可靠性和容错性较好,既能充分利用分散式能源分配的优点,又能规避其自身的缺点,能够较好地满足国内双母线S A R卫星的配电需求.２．２㊀过流保护方式１)熔断型过流保护熔断型过流保护是对母线功率通路进行不可恢复式断开从而实现短路保护.在负载短路情况下,短路电流使熔断器在数毫秒内生成大量热量达到熔断温度[３Ｇ４].这种电路结构简单㊁实现方式简便,但熔断器由于发生保护动作后不可恢复,不能用于关键设备和分系统级供电保护,应用范围小.此外,熔断器不可靠因素较多,存在因浪涌电流等瞬间应力导致失效的可能,尤其对于存在电感㊁电容的滤波电路,在过渡过程中可能产生幅值和频率较高的冲击电流,电流热积累会造成熔断器的异常熔断,熔断器的熔断时间为毫秒级,熔断过程中会拉低输入电压,影响对其余设备的供电.２)可恢复型过流保护可恢复型过流保护电路利用限流保护电路场效应晶体管(MO S F E T)开关特性对母线功率进行可恢复式过流保护,与熔断型短路保护电路相比,具有响应快㊁可恢复㊁可远程控制等优点[５],可以用于分系统级供电保护,主要有反时限保护和限流保护两种类型[６Ｇ８].反时限保护基于I２t为常值的保护曲线来控制功率通路的通断,短路电流越大,则保护时间越短,该方式适用于空间站等大型航天器的高功率负载过流保护,电路结构较为复杂㊁成本高.限流保护具备MO S F E T驱动和限流延时保护功能,适合启动电流较大的负载,且能够降低短路过程对母线的冲击,电路结构较为简单㊁成本适中,非常适用于S A R卫星的供电保护需求.７０１㊀㊀第６期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李小飞等:S A R卫星配电系统设计与验证３㊀S A R 卫星配电系统设计S A R 卫星载荷具有高功率㊁脉冲工作的特点,配电系统设计需要同时兼顾合理分配整星能源㊁抑制S A R 载荷工作产生的电磁兼容性(E M C )干扰和供电通路有效保护的需要,因此,卫星配电系统采用混合式能源分配㊁熔断器与限流保护分类应用的配电方案,以满足S A R 卫星的上述需求.３．１㊀卫星能源调度策略为保证S A R 卫星在轨期间负载正常工作,配电系统设计了双向大功率直流Ｇ直流变换作为协调控制单元,当某一条母线出现无输出或输出功率不满足当前负载需求情况造成母线电压异常下降时,大功率直流Ｇ直流变换器启动工作,建立双母线功率交互的通路[９],将正常工作母线富裕功率分配至故障母线,稳定异常母线电压.针对卫星正常工作模式和单母线故障模式进行能源分析.图１为两母线电源系统正常模式下的示意图,图中电源系统A 和电源系统B 在光照期和阴影期独立工作,为各自负载A 和B 供电,此时大功率直流Ｇ直流变换器不工作,配电通路１和２断开.图２为单母线电源系统故障模式的示意图,假设电源系统A 工作正常,电源系统B 由于太阳电池阵㊁蓄电池组或电源控制器故障,母线B 无法满足对应负载能源需求,当母线B 电压出现异常下降时,大功率直流Ｇ直流变换器接通配电通路１,将母线A 的富裕功率分配至母线B ,维持母线B 对应负载B 的能源供给.图１㊀S A R 卫星双母线正常工作下配电示意图F i g １㊀P o w e r d i s t r i b u t i o n s c h e m a t i c f o r n o r m a lw o r k i n g of S A Rs a t e l l i t e d o u b l em a i nb us 图２㊀S A R 卫星单母线故障下配电示意图F i ２㊀P o w e r d i s t r i b u t i o n s c h e m a t i c f o r s i n l eb u s f a i l u r e o f S A Rs a t e l l i t e ８０１㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２６卷㊀３．２㊀负载过流保护方式选择按照S A R 卫星负载性质㊁使用需求及地面测试需求进行过流保护方式选择.对于卫星数管㊁测控㊁控制等服务分系统,由于分系统功能非常关键不允许在轨执行断电动作,且设备功率需求平稳,选择非平衡并联式熔断型过流保护方式,避免由于过流保护电路误动作带来的风险.非平衡并联双熔断器电路中电流分配情况可知,串联限流电阻的熔断器通路电流是无限流电阻的熔断器通路电流的１/１９,若单个熔断器随机失效,仍能实现保护功能,在过流情况下,未串电阻熔断器先熔断,串联电阻的熔断器接着熔断,可以降低过流保护过程中母线电压波动[１０].对于S A R 载荷㊁热控等服务分系统,工作呈脉冲方式,且功率需求大,选择限流保护方式,在单个设备内部模块发生短路故障时,限流保护电路将短路电流限制在固定值,避免母线电压异常下降.由于MO S F E T 器件在保护生效后功耗很大,温度会迅速升高,当MO S F E T 器件温度高于其允许最高温度时,通路关断.４㊀S A R 卫星配电系统仿真与验证采用S a b e r 软件对S A R 卫星熔断器与限流保护分类应用的配电系统建立了仿真模型,并进行相应的仿真结果研究和试验验证.以G F Ｇ３卫星为例,平台电源系统配置１０m ２太阳电池阵㊁２组蓄电池㊁１台电源控制器,载荷电源系统配置１６m ２太阳电池阵㊁１组蓄电池㊁１台电源控制器,配电系统配置１台大功率直流Ｇ直流变换器.模型以及负载过流保护模型的输入参数见表１,仿真模型见图３.表１㊀输入参数表T a b l e １㊀I n pu t p r a r m e t e r t a b l e 系统设备输入参数平台电源平台太阳电池阵三结砷化镓太阳电池,转换效率２８％,最佳工作点电压２．２９V ,最佳工作点电流０．１９８A ,２２串２５８并平台蓄电池组５０A h 镉镍蓄电池单体,每组１８串,共两组平台电源控制器S ４R 功率调节拓扑,平台母线电压２８V ,分流级数共１０级,充电电流７A ,充电效率９０％,放电效率９３％载荷电源载荷太阳电池阵三结砷化镓太阳电池,转换效率２８％,最佳工作点电压２．２９V ,最佳工作点电流０．１９８A ,４５串３３２并载荷蓄电池组４５A h 锂离子蓄电池单体,５并１６串,共一组载荷电源控制器S ４R 功率调节拓扑,载荷母线电压４５~６７V ,分流级数共１０级,恒流转恒压充电配电系统大功率直流Ｇ直流变换器效率８０％配电通路母线输出端至负载通路电缆等效阻值０．０７６W熔断器型号为F M ０８A ,１２５V１０A ,内阻０．０６W ,非平衡并联方式,串联电阻０．１７４W限流保护电路开机浪涌电流ɤ２．５倍额定电流,延时保护时间５~９m s ,限流保护值为１．３倍额定电流图３㊀仿真模型F i g３㊀S i m u l a t i o nm o d e l ９０１㊀㊀第６期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李小飞等:S A R 卫星配电系统设计与验证４．１㊀能源调度仿真及试验结果分析平台电源和载荷电源工作正常时,大功率直流Ｇ直流变换器不参与能源调度.当平台母线发生故障时,大功率直流Ｇ直流变换器工作,输出＋２８V ㊁６００W时的输出满载启动电压㊁输入浪涌电流㊁输出电压纹波和输出电压阶跃见图４所示,可知配电系统的能源调度能够满足卫星负载需求.图４㊀能源调度测试结果F i g ４㊀E n e r g y s c h e d u l i n g te s t r e s u l t s ４．２㊀熔断型过流保护仿真及试验结果分析选取额定１０A 的F M ０８型熔断器进行仿真和试验(能够覆盖平台设备过流保护需求).由图５可见,平台母线电压建立后,电压值稳定在２８．６V ,纹波电压３００m V ,在光照期或阴影期若负载发生短路,平台母线电流瞬间大幅增加,当母线电压被拉低至低于蓄电池组电压后,蓄电池组直接供给母线,母线电压受蓄电池组电压钳位,平台电源由全调节转为不调节方式.光照期㊁阴影期过流保护曲线相似,分为２个阶段:第一阶段未串电阻的熔断器熔断,母线电压最低至１２．６V ,持续时间３m s ;第二阶段串联电阻的熔断器熔断,母线电压最低至２０．５V ,持续时间３m s.图５㊀负载短路保护仿真曲线F i g５㊀L o a d s h o r t c i r c u i t p r o t e c t i o n s i m u l a t i o n c u r v e 地面试验结果见图６,第一阶段峰值电流为１５０A ,母线电压最低至１５V ,持续１．２４m s;第二阶０１１㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２６卷㊀段峰值电流为９０A ,母线电压最低至２０．１V ,持续３．４m s .整个过流保护过程持续时间＜５m s,对母线冲击程度在负载设备承受范围内.地面试验与仿真数据基本一致,主要有两部分差异:①各阶段持续时间;②熔断电流和蓄电池组电压的峰值.经分析,这是由于仿真建模时,熔断时间选取熔断器手册中的最大熔断时间,按照最恶劣条件进行分析,且供电通路未考虑感性阻抗的影响.后续可根据地面试验数据对仿真模型进行完善,对参数设置进行调整.图６㊀负载短路保护实测曲线F i g６㊀L o a d s h o r t c i r c u i t p r o t e c t i o nm e a s u r e d c u r v e ４．３㊀限流保护仿真及试验结果分析由图７可见,限流保护电路在１５００μF 容性负载启动时,将启动浪涌电流抑制在０．５倍额定电流范围内,能够避免容性负载启动时产生浪涌电流过大引起的误保护.限流保护电流在负载突然发生短路故障时的限流曲线如图８所示,母线过流值限制在２９A ,峰值电流值限制在４０A ,在平台母线输出能力７０A ㊁载荷母线输出能力１８０A 的承受范围内,母线电压波动在正常范围内.图７㊀１５００μF 容性负载启动曲线F i g ７㊀１５００μFc a p a c i t i v e l o a d s t a r t c u r ve 图８㊀负载短路保护实测曲线F i g８㊀L o a d s h o r t c i r c u i t p r o t e c t i o nm e a s u r e d c u r v e ４．４㊀在轨验证情况G F Ｇ３卫星在轨测试阶段,将大功率直流Ｇ直流变换器接通,大功率直流Ｇ直流变换器的并联控制模块１~４加电,输出电压稳定在２８．２~２８．４V .卫星平台母线电压为２８．７V ,载荷母线电压为６４．８V ,平台母线电压和载荷母线电压均正常的情况下,大功率直流Ｇ直流变换器处于待机工作,不参与能源调度,验证了电源正常情况下能源调度的逻辑正确性(见图９).图９㊀电源输出电压曲线F i g ９㊀O u t p u t v o l t a ge c u r v e １１１㊀㊀第６期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李小飞等:S A R 卫星配电系统设计与验证５㊀结束语针对S A R卫星的双独立母线电源方案和高功率脉冲工作的能源需求特点,为G FＧ３卫星设计了混合式能源分配㊁熔断器与限流保护分类应用的配电方案,优化了卫星能源调度策略,根据负载特点选取合适的过流保护方式,相比传统的卫星配电系统,在S A R卫星应用上更具有优势,同时通过建模仿真分析和地面试验,对设计结果进行了验证,结果表明:混合式能源分配能够满足单母线故障时的卫星能源实时调度需求,熔断器保护能够满足卫星关键负载过流保护需求,限流保护能够满足卫星大功率脉冲负载过流保护需求,可为后续国内S A R载荷卫星配电系统设计提供参考.参考文献(R e f e r e n c e s)[１]马世俊．卫星电源技术[M]．北京:中国宇航出版社,２００１:３７６Ｇ３７９M aS h i j u n．S a t e l l i t e p o w e r t e c h n o l o g y[M]．B e i j i n g:C h i n aA s t r o n a u t i c sP r e s s,２００１:３７６Ｇ３７９(i nC h i n e s e) [２]张晓峰,张文佳,郭伟峰,等．国外S A R卫星电源系统分析与启示[J]．航天器工程,２０１５,２４(３):１０７Ｇ１１２Z h a n g X i a o f e n g,Z h a n g W e n j i a,G u o W e i f e n g,e ta l．A n a l y s i sa n de n l i g h t e n m e n to fe l e c t r i c a l p o w e rs y s t e m f o r S A R s a t e l l i t e[J]．S p a c e c r a f t E n g i n e e r i n g,２０１５,２４(３):１０７Ｇ１１２(i nC h i n e s e)[３]马季军,屈诚志,陈明勤,等．微型管状熔断器高电压低气压下熔断特性研究[J]．载人航天,２０１４．２０(４):３３４Ｇ３４０M aJ i j u n,Q u C h e n g z h i,C h e n M i n g q i n,e ta l．F u s i n g c h a r a c t e r i s t i c s o fm i c r o t u b u l a r f u s e i nh i g hv o l t a g e a n dv a c u u me n v i r o n m e n t[J]．M a n n e dS p a c e f l i g h t,２０１４,２０(４):３３４Ｇ３４０(i nC h i n e s e)[４]穆肯德R帕特尔．航天器电源系统[M]．韩波,陈琦,崔晓婷,译．北京:中国宇航出版社,２０１０:３２４Ｇ３３０M u k u n dRP a t e１．S p a c e c r a f t p o w e r s y s t e m[M]．H a nB o,C h e nQ i,C u iX i a o t i n g,t r a n s l a t e d．B e i j i n g:C h i n a A s t r oＧn a u t i c sP r e s s,２０１０:３２４Ｇ３３０(i nC h i n e s e) [５]姜东升,陈琦,张沛,等．航天器供配电智能管理技术研究[J]．航天器工程,２０１２,２１(４):１００Ｇ１０５J i a n g D o n g s h e n g,C h e n Q i,Z h a n g P e i,e t a l．S t u d y o n i n t e l l i g e n tm a n a g e m e n tt e c h n o l o g y f o rs p a c e c r a f te l e cＧt r i c a l p o w e r[J]．S p a c e c r a f tE n g i n e e r i n g,２０１２,２１(４):１００Ｇ１０５(i nC h i n e s e)[６]张沛,柳新军,姜东升．航天器可恢复式过流保护技术研究[J]．航天器工程,２０１２,２１(６):６７Ｇ７３Z h a n g P e i,L i uX i n j u n,J i a n g D o n g s h e n g．R e s e a r c ho n r eＧc o v e r a b l e o v e rＧc u r r e n t p r e v e n t i o n t e c h n o l o g y f o r s p a c e c r a f t [J]．S p a c e c r a f tE n g i n e e r i n g,２０１２,２１(６):６７Ｇ７３(i nC h iＧn e s e)[７]郑建超．故障电流限制器发展现状与应用前景[J]．中国电机工程学报,２０１４,３４(２９):５１４０Ｇ５１４８Z h e n g J i a n c h a o n．C u r r e n t s t a t u s a n d a p p l i c a t i o n p r o s p e c t o f f a u l t c u r r e n t l i m i t e r s[J]．P r o c e e d i n g so f t h eC S E E,２０１４,３４(２９):５１４０Ｇ５１４８(i nC h i n e s e)[８]郑先成,张晓斌,高朝晖,等．航天器新型固态配电技术研究[J]．宇航学报,２００８,２９(４):１４３０Ｇ１４３４Z h e n g X i a n c h e n g,Z h a n g X i a o b i n,G a oZ h a o h u i,e ta l．S t u d y o f n o v e l s o l i dＧs t a t e p o w e r d i s t r i b u t i o n t e c h n o l o g y f o rs p a c e c r a f ta p p l i c a t i o n[J]．J o u r n a lo f A s t r o n a u t i c s,２００８,２９(４):１４３０Ｇ１４３４(i nC h i n e s e)[９]张大鹏,孟宪会．一种航天器间并网供电方案的研究[J]．航天器工程,２００９,１８(５):１０１Ｇ１０７Z h a n g D a p e n g,M e n g X i a n h u i．R e s e a r c ho n p a r a l l e l o pＧe r a t i o n b e t w e e n p o w e r s u p p o r t s y s t e m s o f d i f f e r e n t s p a c e c r a f t s[J]．S p a c e c r a f t E n g i n e e r i n g,２００９,１８(５):１０１Ｇ１０７(i nC h i n e s e)[１０]梁晓锋,武逸然,仪德英．一种基于固态功率控制器的过流保护方法研究[J]．航天器工程,２０１３,２２(６):８０Ｇ８５L i a n g X i a o f e n g,W u Y i r a n,Y iD e y i n g．S t u d y o fo v e rＧc u r r e n t p r e v e n t i o nb a s ed o nS S P C[J]．S p a ce c r af t E ng iＧn e e r i n g,２０１３,２２(６):８０Ｇ８５(i nC h i n e s e)(编辑:张小琳)２１１㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２６卷㊀。

SAR卫星电源系统设计与仿真研究

SAR卫星电源系统设计与仿真研究
乔明;朱立颖;李小飞;杜青
【期刊名称】《航天器工程》
【年(卷),期】2015(024)002
【摘要】根据SAR卫星有效载荷的脉冲、大功率工作等典型特点及对电源母线稳定度的较高要求,设计了单母线、不调节电源系统方案,建立了电源系统的仿真模型.针对不同负载情况,分别对SAR卫星处于光照区和地影区时,其脉冲大功率电源系统在恒功率负载、负载突减和负载突加的情况进行了仿真分析.仿真结果表明此电源系统稳定,能够满足SAR卫星有效载荷的供电要求.
【总页数】6页(P45-50)
【作者】乔明;朱立颖;李小飞;杜青
【作者单位】北京空间飞行器总体设计部,北京 100094;北京空间飞行器总体设计部,北京 100094;北京空间飞行器总体设计部,北京 100094;北京空间飞行器总体设计部,北京 100094
【正文语种】中文
【中图分类】V442
【相关文献】
1.皮卫星电源系统的设计与仿真 [J], 赵翔宇;金小军;韩柯;金仲和
2.一种大功率SAR卫星电源系统设计 [J], 杨双景;赵长江
3.国外SAR卫星电源系统分析与启示 [J], 张晓峰;张文佳;郭伟峰;林文立;刘治钢
4.基于STK的SAR卫星轨道预报设计与仿真 [J], 代明鑫;张文明;王雪松
5.一种小型SAR卫星电源系统设计 [J], 雷英俊; 马亮; 李海津
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卫星电源模拟供电系统研究的开题报告

卫星电源模拟供电系统研究的开题报告【摘要】卫星电源模拟供电系统是指在地面实验室中搭建的一种用于模拟卫星运行过程中电力供应的系统。

该系统可以通过调节不同的参数，模拟不同的电力需求，从而评估卫星在不同电力供应条件下的工作性能。

本文概述了卫星电源模拟供电系统的意义、现状和存在的问题，并提出了本研究的研究目标和具体研究内容。

本研究旨在通过对比不同方法的优缺点，设计出一种高效而可靠的卫星电源模拟供电系统。

【关键词】卫星电源模拟；电力供应；系统设计【Abstract】Satellite power simulation supply system refers to a system used to simulate the power supply of a satellite during the operation process in the ground laboratory. This system can simulate different power demands by adjusting different parameters, so as to evaluate the working performance of the satellite under different power supply conditions. This article outlines the significance, status quo, and problems of the satellite power simulation supply system, and puts forward the research objectives and specific research contents of this study. The aim of this research is to design an efficient and reliable satellite power simulation supply system by comparing the advantages and disadvantages of different methods.【Keywords】Satellite power simulation; Power supply; System design【正文】一、研究意义卫星是人们常常接触到的一种受欢迎的通信手段，但卫星的研究和发射都需要巨大的经费和技术支持。

前沿星载SAR技术的发展及应用

前沿星载SAR技术的发展及应用SAR是一种主动式微波遥感技术，具有不受气候和环境影响、能够长时间稳定连续地获取地表信息等优点。

近些年星载SAR及其衍生技术不断发展，被广泛应用于农业、林业、海洋、灾害监测等多个领域。

本文首先对比光学遥感，介绍了 SAR遥感的特点、SAR卫星的发展概况及全球主要星载 SAR系统，其次分类总结了各种SAR衍生技术及应用领域，最后综合上述内容对星载SAR技术的发展趋势做出展望。

引言“SAR”“InSAR”“D－InSAR”这些词近些年来经常出现于地质灾害、环境监测与资源勘查等领域，那么SAR 究竟是什么? InSAR、D－InSAR 是什么技术? 它们又如何应用于这些领域?早期的雷达系统是真实孔径雷达( Ｒeal Aperture Ｒadar－ＲA Ｒ) ，影像分辨率与天线长度成正比。

为了得到较高分辨率的影像，需要增加天线的物理尺寸，因此限制了ＲAＲ的发展和应用。

为了解决该问题，合成孔径雷达( Synthetic Aperture Ｒadar，SAR) 利用一个小天线作为发射信号源及接收单元，通过小天线在轨道上的不断移动，实现了在不同位置接收地面回波信号，然后对回波信号进行解调压缩处理，得到较高分辨率的影像。

SAR 作为一种主动微波遥感成像雷达，与光学遥感特点不同的是，SAR 遥感具有全天时、全天候工作的能力与一定的地表穿透能力，弥补了光学遥感和红外遥感的不足。

SAR 接收的回波信号可以记录地物反射雷达波的振幅和相位信息。

其中，振幅反映的是由于地物复介电常数和表面粗糙度的不同而造成的雷达波后向散射系数的差异，可以分析地物物理属性和表面结构；相位则反映了由于地物位置的不同而造成的回波波形的差异，可以计算地物与观测平台的距离。

基于这些优势，SAR 近些年得到了快速的发展，在许多领域都有了广泛而深入的应用。

近 20 年来，世界各国和各领域对多元空间信息的需求日益增加，随着卫星发射技术的成熟，星载 SAR 技术在对地观测领域的技术革新与实际应用也逐渐变成研究热点［1］。

机载极化及极化干涉SAR系统国家需求、国内外现状与发展趋势

回复引用订阅 TOP雷达波段(radar frequency band) 雷达发射电波的频率范围。

其度量单位是赫兹(Hz)或周/秒(C ／S)。

大多数雷达工作在超短波及微波波段，其频率范围在30~300000兆赫，相应波长为10米至1毫米，包括甚高频(VHF)、特高频(UHF)、超高频(SHF)、极高频(EHF)4个波段。

第二次世界大战期间，为了保密，用大写英文字母表示雷达波段。

将230—1000兆赫称为P 波段、1000—2000兆赫称为L波段、2000—4000兆赫称为S波段、4000~8000兆赫称为C 波段、8000—12500兆赫称为x波段、12.5~18千兆赫称Ku波段、18~26.5千兆赫称K波段、26.5~40千兆赫称Ka波段。

上述波段一直沿用至今。

随着超视距雷达和激光雷达的出现，新波段的开辟，雷达采用的工作波长已扩展到从大于166米的短波至小于10-7米的紫外线光谱。

发表于 2007-6-4 13:41 | 只看该作者Re:【共享】机载极化及极化干涉SAR系统国家需求、国内外现状与发展趋势2．国内外研究现状与发展趋势2.1极化SAR系统2.1.1 机载SAR系统机载SAR系统是星载SAR系统的试验基础，因此欧美等国家的机载极化干涉SAR系统都很发达，但我国用户不太容易获取到这些机载系统的数据。

国外著名的机载极化SAR系统包括德国DLR的E-SAR，日本的PISAR、美国的AIRSAR、德国的AeS-1 SAR等。

这些SAR系统都具有重复飞行极化干涉测量能力，并且采用模块化设计，可以实现多频、高空间分辨和干涉测量的组合模式获取数据。

我国机载SAR系统的设计能力尚局限在单频、单极化，如对L、X、S波段单极化SAR系统都有比较成熟的设计能力，但极化SAR系统发展较为薄弱；我国机载干涉SAR系统尚只有一个X-波段双天线系统问世。

因此，我国在SAR传感器研制能力和水平上和国外相比还有相当大的差距，若还不引起重视就只能是越来越落后，最终会有被国际SAR传感器研制学界边缘化的危险。

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｏｆＥｕｒｏｐｅａｎａｎｄＣａｎａｄｉａｎｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ（ＳＡＲ）ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｅｅｄ．ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｐｒｅｓ —
摘要介绍了国外合成孔径雷达（ＳＡＲ）卫星电源系统的特点，从ＳＡＲ卫星成像模式多、峰
值功率大、较大的载荷平台功率比以及脉冲功率工作等方面分析了其对电源系统设计的需求；介绍
了欧洲和加拿大研制的Ｃｏｓｍｏ — Ｓｋｙｍｅｄ卫星、ＴｅｒｒａＳＡＲ — Ｘ卫星、Ｒａｄａｒｓａｔ一２卫星、Ｓｅｎｔｉｎｅｌ一１卫星、ＥａｒｔｈＣＡＲＥ卫星等的电源系统设计概况，对其电源系统拓扑、母线体制、太阳电池阵功率调节方式、锂离子蓄电池组配置等技术方案的特点进行了归纳总结，在此基础上提出了我国ｓＡＲ卫星
ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＥｎｌｉｇｈｔｅｎｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｆｏｒＳＡＲＳａｔｅｌｌｉｔｅ
ＺＨＡＮＧＸｉａｏｆｅｎｇＺＨＡＮＧＷｅｎｊｉａＧＵＯＷｅｉｆｅｎｇＬＩＮＷｅｎｌｉＬＩＵＺｈｉｇａｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｅｄｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）
ｌｅｎｇｅｓｔｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ；ｔｈｅｉｎｏｒｂｉｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｃｈｅｍｅｓｏｆ
ＥｕｒｏｐｅａｎａｎｄＣａｎａｄｉａｎＳＡＲｓａｔｅｌｌｉｔｅａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇＣｏｓｍｏ－Ｓｋｙｍｅｄ，Ｔｅｒ —
ｒａＳＡＲ— Ｘ，Ｒａｄａｒｓａｔ一２，Ｓｅｎｔｉｎｅｌ一１ａｎｄＥａｒｔｈＣＡＲＥ，ａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｏｐｏｌｏｇｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｆｏｒｏｕｔｐｕｔｓｏｌａｒａｒｒａｙｐｏｗｅｒａｎｄＬｉ — ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｃｏｎ —
电源系统技术发展的建议。
关键词ＳＡＲ卫星；电源系统；设计方案中图分类号：Ｖ４２２文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ — ８７４８．２０１５．０３．０１７
第２４卷
第３期
航
天
器
工
程
Ｖｏ１．２４ＮＯ．３
１０７
２０１５年６月
ＳＰＡＣＥＣＲＡＦＴＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
国外ＳＡＲ卫星电源系统分析与启示
张晓峰张文佳郭伟峰林文立刘治钢
（北京空间飞行器总体设计部，北京１０００９４）
ｅｎｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｓ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｅｍｐｈａｓｉｓｉｓｐｕｔｉｎｔｏｓｕｃｈａｓｐｅｃｔｓａｓｖａｒｉｏｕｓｉｍａｇｉｎｇｍｏｄｅｓ，ｐｅａｋｌｏａｄｓｄｅｍａｎｄ，ｈｉｇｈｐｏｗｅｒｒａｔｉｏｏｆｐａｙｌｏａｄｔｏｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｓｗｅｌｌａｓ．Ａｌｌｔｈｏｓｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｂｒｉｎｇｃｈａｌ —