UV测控通信机:立方星座建设的核心部件

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由于小卫星具有开发周期短、成本低、可大规模生产、适应快速更新及技术升级快的优势,具备组建更大星座系统的能力,近年小卫星在轨数量迅速增加。

随着小卫星产业高速发展,小卫星中的标准化立方星(CubeSat)得到重点关注。立方星是一个结构形状呈立方体的微小卫星,基本单位为U(Unit),1U的体积大小为10cm×10cm×10cm,重量约1kg,常见设计大小为1U、2U、3U、6U、12U等。立方星大量使用商用货架产品(Commercial Off -The-Shelf,COTS),使得研制周期大幅缩短,开发成本大大降低。并且,标准化的研制模式不仅极大提升了立方星研制效率,使得“卫星工厂”的设想愈发可实现,且大大降低了卫星制造门槛。目前立方星已经被广泛应用于遥感、数据采集以及新技术试验等领域。

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图 美国加州工业大学的标准1U(左)和3U(右)立方星

2 UV测控通信机

立方星具备开发成本低、机械结构与星箭接口的标准化、搭载发射灵活等优势,已成为商业航天应用领域的热点。测控分系统是立方星的重要组成部分以及卫星星地连接的关键纽带,其重要性不言而喻。目前国内外立方星一般使用UHF/VHF(Ultra High Frequency/Very High Frequency,甚高频/超高频)业余无线电频段作为测控频段,具备波束角宽、便于入轨初期捕获跟踪、功耗低、成本低(相较高频段测控设备)等优点,瞄准低轨卫星发展对基于立方星架构的星载产品需求。长沙北斗产业安全技术研究院(以下简称:长沙北斗研究院)自主研发的UV测控通信机满足CubeSat标准,各项技术指标优越,具有长期在轨飞行经历。

(1)产品设计特点

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图 UV测控通信机

(2)产品核心性能指标

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3 UV测控地检设备

为确保UV测控通信机在轨正常运行,长沙北斗研究院自主研发的UV测控地检设备为UV测控通信机配套综合测试设备,满足UV测控通信机的整机测试、环境试验、产品对接测试、整星联调、发射前测控分系统测试等要求,同时具备星务模拟软件、自动化测试等功能,可简化测试流程,提高测试效率。

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图 UV测控地检设备

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图 星地测试数据流演示

商业航天测控概述

长沙北斗研究院在商业航天测控领域主要专注于卫星测控平台、载荷以及地面综合测试设备的研发工作,建立了完整的商业航天星载和地面综合测试系列产品。团队自主研发的测控设备已在国防科大天拓系列卫星、清华科学卫星等多个卫星平台上成功交付与应用,如USB体制应用于“天拓三号”,已在轨稳定运行超过6年;自主研发的星载测控通信系列产品各项指标技术水平达国际先进,并已通过用户的测试验证交付,将应用于商用航天小卫星上,为卫星入轨及在轨期间提供稳定可靠的测控通信链路。

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