一种大功率SAR卫星电源系统设计

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1、第26卷第3期航天器工程V01．26No．31111篁!旦量呈垒篁兰墅垦垒三三兰些堑!墼兰兰里!些鱼!!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SAR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SAR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

2、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：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2017．03．009DesignofPowerSupplySystemforHighPowerSARSatelliteYANGShuangjingZHAOChangjiang(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：SARsatelliteshavethecharacteristicsofhighpow

3、erpulseandquickresponse．ThepowersupplytopologiesoftheforeignSARsatellitesareanalyzedandsummarized．AnovelpowersupplytopologywithparallelbusbarfunctionforSARsatelliteisproposed．Thetwobusbarscanbeparalleledwiththeparalleloperationunitappliedbetweentheplatformbusbarandthepayloadbusbartoim

4、provepowersupplyreliabilityinthefailuremode．TheworkmodeoftheparalleloperationunitonorbitiSintroduced．Thegroundandonorbittestverifiesthecorrectnessofthescheme．TheschemeproposedinthispapercanprovidereferencefortheotherSARsatellitepowersupplysystemdesign．Keywords：SARsatellite；powersupply

5、；doublebusbarstructure1引言1978年美国成功发射了合成孔径雷达(SAR)卫星——海洋卫星一A(SeaSat—A)之后，世界各国如加拿大、意大利、德国和印度等[1。]相继发射了多颗SAR成像卫星。SAR卫星全天时、全天候的高分辨率大范围对地观测能力使其在军事侦察、防灾减灾、海洋陆地观测、地形测绘等诸多领域取得了广泛的应用，具有光学遥感卫星无法比拟的优点。SAR卫星载荷一般具有大功率、脉冲供电特点，其功率需求可以高达8～20kW，远高于光学遥感卫星3kW的功率需求。大功率、脉冲特性严重影响了卫星母线电压的稳定度和系统的可靠性，给电源系统的设计带

6、来了很大的挑战。因此，如何提高SAR卫星供电系统的可靠性和电磁兼容性，既满足平台负载的高稳定供电需求，又满足SAR载荷大收稿日期：2017—02—14；修回日期：2017—05—05基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：杨双景，男，硕士，从事航天器供配电、电源设计工作。Email：ysjtravis@126．coin。58航天器工程功率脉冲供电需要，成为了此类卫星电源系统设计的关键。针对国内某SAR卫星电源系统设计需求，结合我国星载电源系统的技术现状，在充分借鉴国外主流SAR成像卫星的供电拓扑结构的基础上，提出了一种可以并网供电的双母线SAR卫星电源系统设计。实

7、现平台母线故障时，SAR载荷母线为平台负载提供电能，进一步提高整星供电系统的可靠性和安全性。通过卫星地面测试和在轨测试验证了此设计方案的正确性。2国外SAR成像卫星供电系统特点国外主流的SAR成像卫星主要包括：ESA的地球云、气溶胶与辐射探测者卫星(EarthCare)和哨兵(Sentine1)、意大利的地中海盆地观测小卫星星座(Cosmo—Skymed)、德国的陆地雷达X频段卫星(TerraSAR—X)、印度的天眼一号(RISAT一1)、加拿大的雷达卫星2(Radarsat2)等。各卫星母线配置及负载功率情况见表1F”'1⋯，供电系统拓扑结构如图1所示。1。!·

8、3⋯。表l