用于搭载的载荷的近场连接的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明提出的实施例的领域涉及航天器上的搭载的载荷，并且更特别涉及航天器的主机总线的资源和搭载的载荷之间的无线接合。
【背景技术】
[0002]商业和政府机构为了节约时间和金钱越来越多地考虑将载荷送入到轨道的可替换的手段。搭载的载荷被寻求在轨道中有能力而不需要为建造和发射整个航天器支付费用的那些商业和政府机构使用。搭载的次级载荷是附连到航天器的具有特定任务电路的模块，其独立于航天器的主载荷运行，但是共享航天器的资源，例如，电力供应。这种概念有时候被称作“捎带(Piggy backing)”，并且可以同时减少获取进入太空的能力所需要的花费和时间。
[0003]航天器通常包括容纳主载荷例如通信卫星的主机总线以及推进系统。次级载荷接着使用复杂的线束机械地并且电连接到主机总线。主机总线的资源因此在主载荷和次级载荷之间被共享。然而，主机总线和次级载荷通常由不同的机构制造。因此，线束导致许多定制连接，这些定制连接不仅给航天器增加了重量，而且给航天器的制造和发射增加了时间和花费。
[0004]在此针对这些和其他考虑提出本公开。
【发明内容】
[0005]应当理解的是，提供这个
【发明内容】
是为以简单的形式引入选择的概念，其在以下【具体实施方式】中被进一步描述。该
【发明内容】
不旨在利用其限制要求保护的主题的范围。
[0006]根据在此公开的一个实施例，提供了具有用于搭载次级载荷的主机总线的航天器。第一无线接口被耦合到总线，并且第二无线接口被耦合到次级载荷。第一和第二无线接口被配置为在主机总线和次级载荷之间双向交换信息。航天器不再需要用于交换信息诸如遥测和控制信息的连接在主机总线和次级载荷之间的线束。
[0007]根据在此公开的另一实施例，提供了近场通信系统。近场通信系统包括具有主机总线的第一航天器，所述主机总线具有主载荷。近场通信系统还包括次级载荷。无线接口被耦合到主机总线和次级载荷。无线接口被配置为提供主机总线和次级载荷之间的遥测和命令信息的自由空间点对点无线电和自由空间点对点光通信中的至少一个。在一个或多个配置中，硬接线电力连接是主机总线和次级载荷之间的仅有的硬接线连接。同样，在一个或多个配置中，具有无线接口的近场通信系统提供了主机总线和次级载荷之间的低功耗和低数据速率连接。
[0008]根据在此公开的另一实施例，提供了用于交换信息的程序。该程序包括提供第一航天器的主机总线。该程序还包括使用主机总线搭载主载荷以及使用主机总线搭载次级载荷。该程序接着包括建立主机总线和次级载荷之间的无线通信链路，并且经由无线通信链路交换信息。在一个或多个配置中，建立无线通信链路包括主机总线和次级载荷之间的近场自由空间无线电通信链路或者近场自由空间光通信链路。
[0009]已经讨论的特征、功能以及优势在本公开的各种实施例中可以独立地实现，或者可以在其他实施例中被结合，其他实施例的进一步的细节可以参考以下说明书和附图获知。
【附图说明】
[0010]结合【具体实施方式】和附图，在此呈现的实施例将更彻底地被理解，其中:
[0011]图1示出了根据在此公开的至少一个实施例的搭载主载荷和次级载荷的航天器的一种配置的透视图。
[0012]图2示出了根据在此公开的至少一个实施例的具有主载荷和次级载荷的航天器的一种配置的分解透视图。
[0013]图3示出了根据在此公开的至少一个实施例被配置为自由空间通信的航天器的主机总线的无线接口和次级载荷的无线接口的一种配置的框图。
[0014]图4示出了根据在此公开的至少一个实施例的在其间具有无线通信链路的两个相邻航天器的透视图。
[0015]图5示出了显示能够实现在此所呈现的实施例的各方面的说明性无线接口的框图的一种配置。
[0016]图6示出了根据在此公开的至少一个实施例的用于交换在一个或多个航天器的主机总线和次级载荷之间的信息的程序的一种配置。
[0017]本申请中所呈现的多幅附图示出了本公开的实施例的变化和不同方面。因此，对每个附图的详细描述将说明在相应的附图中所确认的不同。
【具体实施方式】
[0018]以下【具体实施方式】针对用于搭载的载荷的近场连接。本发明允许多种不同形式的实施例。无意将本发明的原理限制到特定的公开的实施例。在以下【具体实施方式】中，将参考构成其一部分并且在其中通过说明性的具体实施例或者示例的方式显示的附图。现参考附图，贯穿若干附图，相同数字代表相同元件，将呈现本公开的各方面。
[0019]为了简明解释本公开的各方面，图1作为主要示例描述了示范性的航天器10，以下将更详细地描述。然而，将看到的是，本公开的许多方面不限于航天器10。航天器10通常还可以被简单地称作由多级火箭或者其他太空交通工具送入到轨道中的轨道单元或者卫星。
[0020]同样，为了简明，术语信息可以指包括未被组织的数据或者被处理、被组织、被结构化、被分析或者被呈现以使其有用的其他数据的多种形式的数据，其通常可被称作信息，并且还可以指被转换成一个或多个信号以便被从一点电传输到另一点的数据。该信号可以是数字的或者模拟的。遥测、跟踪以及命令子系统执行航天器10上的若干程序功能。遥测指产生与被测量的数量成比例的电信号并且编码和传输这些信号的全部操作。作为遥测信号传输的数据包括从传感器获取的属性信息、环境信息以及航天器信息，例如，温度、电源电压以及存储的燃料压力。命令系统接收来自地面的被称作命令的指令，并且解码指令，并且将命令发送到航天器10的其他系统。
[0021]为使本领域的技术人员很好地理解，航天器10包括主机总线20、太阳能电池板阵列22以及天线反射器24。当航天器10位于将其推进到地球上面的轨道中的多级火箭的顶部时，航天器10被包围在保护该航天器10的载荷设备(未示出)内，同时点燃多级火箭的一级或多级。当航天器10在轨道中时，随着航天器10的运动，太阳能电池板阵列22展开并且朝向太阳，从而满足航天器10的热和电力需求。
[0022]主机总线20包括4个侧面、顶部和底部，其通常被称作架，用于形成外壳。然而，航天器10不限于任何特定数目的架。如图2最好地显示，航天器10包括4个架26 (示出2个)和通常被称作天底架(nadir shelf) 28的顶架，因为当航天器10在绕地球飞行的同时被恰当地取向时，天底架28是航天器10的面向下的架。主机总线20还包括推进系统30，该推进系统30包括燃料箱、电池以及用于当在轨道中时操纵航天器10的安装为与天底架28相对的的底部上的推进器(未示出)。通常，主机总线20还包括当天线反射器24展开时指向天线发射器24的馈源喇叭32。馈源喇叭32被附连到安装在主机总线20的天底架28上的框架34。
[0023]为使本领域的技术人员很好地理解，主机总线20在由架26和天底架28构成的外壳内容纳主载荷(未示出)，例如，商业通信卫星。一个或多个次级载荷40优选地在天底架28处被附连到主机总线20，使得当航天器10绕地球飞行时，次级载荷40的天线组件42向下指向地面，并且使得次级载荷40能够具有其自身的下行链路以用于输出数据。虽然描述了一个次级载荷40，但是本公开的各方面考虑到了与主机总线20接合的任何数目的次级载荷40。例如，多个次级载荷可以被相互捎带以共享主机总线20的资源。
[0024]在一个或多个配置中，次级载荷40经由有线电力连接共享来自航天器10的主机总线20的主载荷的电力供应，但是次级载荷40另外包括其自身的通信电路和其他特定任务的硬件和软件，以独立于航天器10的主载荷和主机总线20的其他资源来运行。为了相互交互，主机总线20和次级载荷40均包括替代传统的线束的无线接口 50，以消除线束的成本、复杂性以及重量。还可以消除由于来自线束自身的并行线路的干扰所要求的防护罩。当在主机总线20和次级载荷40相互接近或者在彼此的链路范围内时，数据和信息诸如遥测和命令信号可以在其间被传输。
[0025]例如，地面控制可以经由上行链路向航天器10发送命令信号并且通过主机总线20的无线接口 50。接着，从主机总线20横跨无线通信链路或者交叉链路到达次级载荷40的命令信号可以被用于配置次级载荷40或者改变次级载荷40的状态。次级载荷40可以将描述其状态、配置以及健康的遥测信号经无线通信链路传输回到主机总线20。同样，从次级载荷40到主机总线20的命令信号可以被用于配置或者改变主机总线2