太阳同步轨道卫星中继测控天线覆盖特性优化研究

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1、V01．24No．1航天器工程第24卷第1期90SPACECRAFTENGINEERING2015年2月太阳同步轨道卫星中继测控天线覆盖特性优化研究黄缙刘希刚景泉莫凡杨帆(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要我国天链一号数据中继卫星系统的初步建成，大大提高了低轨用户卫星的测控效率，但用户卫星中继测控天线有限的波束角影响了其对数据中继卫星系统的覆盖率。为此，文章提出一种垂直于卫星轨道面方向的准半球状增益中继测控天线布局方式，适用于整星尺寸较大或使用晨昏轨道的太阳同步轨道(SSO)卫星。这种方式充分利用该方向对中继卫星的长时间可视弧段，能有

2、效提高中继测控的覆盖率，对天链一号数据中继卫星系统的覆盖率在95％以上。同时，单个中继测控弧段的平均时长约为60min，弧段之间的平均等待时间约为20min。其覆盖特性的各项指标相比于常规的对天面中继测控天线具有明显的优势，能显著提高中继测控任务的实时性和灵活性。关键词太阳同步轨道卫星；中继测控天线；垂直轨道面方向；覆盖特性中图分类号：V412．4；V443．4文献标志码：ADoI：10．3969几issn．1673—8748．2015．01．015StudyonCoVeragePerformanceoptimizationforRelayTT＆C

3、AntennaofSSoSatelliteHUANGJinLIUXigangJINGQuanMOFanYANGFan(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：ThepreliminaryestablishmentofChina’sTianlian一1datarelaysatellitesystemhasgreatlyincreasedtheefficiencyofTT&C(telemetry，trackingandcommand)forLE

4、O(10wearthorbit)usersateUites．ButtheHmitedbeamangleoftherelayTT&CantennacompressesthecoVerageofusersatellitesforthedatarelaysatellitesystem．Therefore，thispaperproposesanew1ayoutwayofrelayTT&Cantennawithquasi—hemisphere—shapedgaininstalledonthenor—maldirectionoforbitplane，which

5、isappropriatefortheSSO(sun—synchronousorbit)satelliteswithlargedimensionorusingterminatororbit．Thistypeoflayoutfullyutilizesthe10ngaccessi—bledurationinthisdirectiontowardsthedatarelaysatelliteinordertoincreasethecoverage．ItscoveragefortheTianlian一1datarelaysatellitesystemisab

6、letoreachmorethan95％．Mean—while，theaveragedurationofasinglerelayTT8LCaccessisabout60min，andtheaveragestand—bytimebetweenneighboringaccessesisabout20min．Theabovecoverageperformancehasaremarkableadvantagecomparedtotheordinaryzenith—directedrelayTT&Cantenna．Asaresult，therealtimep

7、erformanceandthene)【ibilityofrelayTT&Cmissionwillbeimprovedsignificantly．Keywords：SS()satellite；relayTT&Cantenna；normaldirectionoforbitplane；coverageper—formance收稿日期：2014一02—26：修回日期：2014—12—12基金项目：国家重大航天工程作者简介：黄缙，男，工程师，从事航天器总体设计工作。Email：huan鲥in83@gmail．com。第1期黄缙等：太阳同步轨道卫星中继测控天

8、线覆盖特性优化研究911引言自2008年4月至2012年7月，我国相继成功发射了天链一号01星、02星和03星，使我国成为