跨舱段共底板U型数传功放级波导组件布局结构的制作方法

跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局结构
技术领域
1.本发明涉及空间飞行器总体布局技术领域，具体地，涉及一种跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局结构。


背景技术：

2.随着天基遥感探测功能要求越来越多，卫星配置有效载荷越来越多，服役寿命越来越长，可靠性要求越来越高，卫星研制周期越来越短，卫星研制面临一系列新环境。一方面，卫星对地面布置空间越来越紧张，驱动指向类天线等星外活动部件布局位置约束越来越严格，导致二维驱动数传天线无法相对其功放级组件临近布局；另一方面，功放级组件备份越来越复杂多样，导致安装包络越来越大，出现无法集中安装于单一舱段的情况，功放级组件装配集成测试越来越复杂；同时目前整星测试时需要频繁进行有线/无线状态切换，改装繁琐，测试效率较低。针对以上情况，本发明提供了一种跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局，并已在国家民用空间基础设施大气环境监测领域相关卫星型号研制中应用实施。
3.文献《基于波导合成大功率组件一体化结构设计》(电子机械工程，2019.2)，其分析了组件与波导合成器分体式结构的不足。公开号为cn104269598b的专利文献公开了一种用于ka频段的波导功率分配网络，包括多个波导e面t形结构级联而成；其中每级波导e面t形结构又包括输入波导，输出波导，调谐结构和调谐台阶；前一级波导e面t形结构的输出端连接后一级波导e面t形结构的输入端；输入波导以一定形式与输出波导相互连接，并且输出波导两端关于其与输入波导的连接处中心对称；调谐结构为位于输出波导表面的凹陷结构，其位于输出波导与输入波导连接位置对侧的表面上；调谐台阶位于输出波导端口的表面，并且位于调谐结构所在的输出波导表面一侧；每级波导e面t形结构工作在主模模式；调谐结构为立方体凹陷结构；调谐台阶为立方体结构。公开号为cn103391058b的专利文献公开了一种适用于深空探测的小型化固态功放装置，本发明可广泛应用于各类深空探测固态功放产品。固态功放装置包括分路器、dc/dc电源转换电路、电源切换电路以及微波放大电路。公开号为cn203942501u的专利文献公开了一种ku波段开关功放组件，包括pin开关电路、微波放大电路、电源/控制电路，输入信号经过pin开关电路调制后，输出至微波放大电路，微波放大电路对输入的信号进行有源功率放大和功分处理后产生两路信号输出，pin开关电路包括偏置电路及多个级联的pin开关，外部pin开关调制脉冲经过偏置电路进行脉冲压缩、加速及高频扼流后施加到pin开关；微波放大电路由依次连接的微波有源放大器、隔离器及功分器组成，隔离器位于微波有源放大器之后的微带传输线上；电源/控制电路为所述微波放大电路提供稳压、负电保护及驱动信号。公开号为cn207475496u的专利文献公开了一种一种x波段固态功放组件，其特征是，包括电源模块、控测模块、散热模块、四路功率分配器模块和末级功放模块；所述末级功放模块设置有四个，分别与四路功率分配器模块对应；所述四路功率分配器模块设置在末级功放模块的正后方；所述四路功率分配器模块用于接受信号源的信号，并分成四路，分别驱动末级功放模块；所述控测模块包括时序电路
模块、自检电路模块、温度补偿电路模块和过流保护电路。上述五篇文献均不涉及及组件布局。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局结构。
5.根据本发明提供的一种跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局结构，包括舱体结构、数传功放级波导组件及数传天线；所述数传功放级波导组件和所述数传天线均设置在所述舱体结构上；
6.所述舱体结构包括上舱体、下舱体、对地侧板、左侧板及右侧板；所述上舱体和所述下舱体连接设置，所述对地侧板设置在所述上舱体上，所述左侧板和所述右侧板分别设置在所述下舱体的两侧；所述数传天线设置在所述对地侧板上；
7.所述数传功放级波导组件包括功放滤波组件、穿舱波导组件、可拆卸波导组件及软硬组合波导组件；所述功放滤波组件和所述软硬组合波导组件通过所述可拆卸波导组件连接设置，所述穿舱波导组件设置在所述可拆卸波导组件上；
8.所述功放滤波组件设置在所述下舱体上，所述软硬组合波导组件位于所述对地侧板上。
9.优选的，所述上舱体包括上舱底板、上左隔板及上右隔板；
10.所述上舱底板设置在所述下舱体上，所述上左隔板和所述上右隔板间隔设置在所述上舱底板上。
11.优选的，所述下舱体包括下舱底板、下左隔板及下右隔板；
12.所述下左隔板和所述下右隔板间隔设置在所述下舱底板上，所述下左隔板远离所述下舱底板的一端连接设置在所述上舱体上，所述下右隔板远离所述下舱底板的一端连接设置在所述上舱体上。
13.优选的，所述穿舱波导组件包括左横向穿舱波导组件、右横向穿舱波导组件、左纵向穿舱波导组件及右纵向穿舱波导组件；
14.所述左横向穿舱波导组件、所述右横向穿舱波导组件、所述左纵向穿舱波导组件及所述右纵向穿舱波导组件均设置在所述可拆卸波导组件上；
15.所述左横向穿舱波导组件和所述左纵向穿舱波导组件位于所述下舱体的一端，所述右横向穿舱波导组件和所述右纵向穿舱波导组件位于所述下舱体的另一端。
16.优选的，所述左横向穿舱波导组件和所述右横向穿舱波导组件对称设置在所述下舱体的两端，所述左纵向穿舱波导组件和所述右纵向穿舱波导组件对称设置在所述下舱体的两端。
17.优选的，所述可拆卸波导组件包括左可拆卸波导组件和右可拆卸波导组件；
18.所述左可拆卸波导组件和所述右可拆卸波导组件分别设置在所述下舱体的两端。
19.优选的，所述左可拆卸波导组件和所述右可拆卸波导组件对称设置在所述下舱体的两端。
20.优选的，所述软硬组合波导组件包括左软硬组合波导组件和右软硬组合波导组件；
21.所述左软硬组合波导组件和所述右软硬组合波导组件对称设置在所述上舱体的两端。
22.优选的，所述左软硬组合波导组件包括软波导和腔体中轴线；所述软波导和所述腔体中轴线设置在所述对地侧板上。
23.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
24.1、本发明提出并实施了数传功放级的跨舱段共底板布局方案，有效突破了功放级组件与数传天线的空间布局约束，同时保证了在单板实现功放级组件的装配，集成测试保障条件简单；
25.2、本发明提出并实施了功放级组件的分类模块化对称布局，工艺复用率高，简化波导部组件的装调实施；
26.3、本发明提出并实施了l型可拆卸波导模块布局连接方案，数传有线与无线测试切换改装时无需拆除数传功放级所在的对地侧面，有效提高卫星测试效率；
27.4、本发明可以应用于复杂功能备份型功放级波导组件与数传天线安装跨度大、需频繁进行数传有线/无线测试状态切换改装的卫星布局设计与总装实施；
28.5、本发明解决数传天线相关功放波导的布局匹配性及测试操作简便性问题。
附图说明
29.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
30.图1为本发明的跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局结构的轴测图；
31.图2为本发明的跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局结构的前视图；
32.图3为图2的a部的放大示意图；
33.图4为功放级组件软波导与数传天线的关系示意图。
34.图中示出：
35.舱体结构100
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穿舱波导组件220
36.上舱体110
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左横向穿舱波导组件221
37.上舱底板111
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右横向穿舱波导组件222
38.上左隔板112
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左纵向穿舱波导组件223
39.上右隔板113
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右纵向穿舱波导组件224
40.下舱体120
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可拆卸波导组件230
41.下舱底板121
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左可拆卸波导组件231
42.下左隔板122
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右可拆卸波导组件232
43.下右隔板123
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软硬组合波导组件240
44.对地侧板101
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左软硬组合波导组件241
45.左侧板102
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软波导2411
46.右侧板103
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腔体中轴线2412
47.数传功放级波导组件200
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右软硬组合波导组件242
48.功放滤波组件210
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数传天线300
具体实施方式
49.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
50.如图1～4所示，本发明提供的一种跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局结构，包括舱体结构100、数传功放级波导组件200及数传天线300，数传功放级波导组件200和数传天线300均设置在舱体结构100上，舱体结构100包括上舱体110、下舱体120、对地侧板101、左侧板102及右侧板103，上舱体110和下舱体120连接设置，对地侧板101设置在上舱体110上，左侧板102和右侧板103分别设置在下舱体120的两侧，数传天线300设置在对地侧板101上，数传功放级波导组件200包括功放滤波组件210、穿舱波导组件220、可拆卸波导组件230及软硬组合波导组件240，功放滤波组件210和软硬组合波导组件240通过可拆卸波导组件230连接设置，穿舱波导组件220设置在可拆卸波导组件230上，功放滤波组件210设置在下舱体120上，软硬组合波导组件240位于对地侧板101上。
51.上舱体110包括上舱底板111、上左隔板112及上右隔板113，上舱底板111设置在下舱体120上，上左隔板112和上右隔板113间隔设置在上舱底板111上。下舱体120包括下舱底板121、下左隔板122及下右隔板123，下左隔板122和下右隔板123间隔设置在下舱底板121上，下左隔板122远离下舱底板121的一端连接设置在上舱体110上，下右隔板123远离下舱底板121的一端连接设置在上舱体110上。
52.穿舱波导组件220包括左横向穿舱波导组件221、右横向穿舱波导组件222、左纵向穿舱波导组件223及右纵向穿舱波导组件224，左横向穿舱波导组件221、右横向穿舱波导组件222、左纵向穿舱波导组件223及右纵向穿舱波导组件224均设置在可拆卸波导组件230上，左横向穿舱波导组件221和左纵向穿舱波导组件223位于下舱体120的一端，右横向穿舱波导组件222和右纵向穿舱波导组件224位于下舱体120的另一端，左横向穿舱波导组件221和右横向穿舱波导组件222对称设置在下舱体120的两端，左纵向穿舱波导组件223和右纵向穿舱波导组件224对称设置在下舱体120的两端。
53.可拆卸波导组件230包括左可拆卸波导组件231和右可拆卸波导组件232，左可拆卸波导组件231和右可拆卸波导组件232分别设置在下舱体120的两端。左可拆卸波导组件231和右可拆卸波导组件232对称设置在下舱体120的两端。软硬组合波导组件240包括左软硬组合波导组件241和右软硬组合波导组件242，左软硬组合波导组件241和右软硬组合波导组件242对称设置在上舱体110的两端。左软硬组合波导组件241包括软波导2411和腔体中轴线2412，软波导2411和腔体中轴线2412设置在对地侧板101上。
54.实施例1：
55.一种跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局，数传功放级波导组件呈u型布置在一块卫星对地面侧板内侧，同时该组件穿跨由隔板和层板等卫星舱板形成的多个舱段。
56.数传功放级波导组件由四大模块组成，第一部分为由功放、开关、滤波器及之间相互连接的固定波导组成的功放滤波模块；第二部分为由穿卫星舱板的直线型固定波导组成的穿舱波导模块；第三部分为便于地测状态切换的l型波导组成的可拆卸波导模块；第四部分为由连接数传天线的软波导和连接可拆卸波导模块的硬波导组成的软硬组合波导模块。
57.穿舱波导模块、可拆卸波导模块及软硬组合波导模块均为两侧分布的分离式多体结构。功放滤波模块集成居中布置在卫星中部的单个舱体隔断内，其他穿舱波导模块、可拆卸波导模块及软硬组合波导模块布置在功放滤波模块的两侧。穿舱波导模块一般由横向穿舱波导模块和纵向穿舱波导模块两类模块组成，具体穿舱波导模块数量依据卫星隔板及层板布置形式确定。
58.功放滤波模块位于中间，其两侧依次连接横向穿舱波导模块、可拆卸波导模块、纵向穿舱波导模块及软硬组合波导模块。软硬组合波导模块的软波导腔体中轴线与对应连接的数传天线波导腔体中轴线重合。可拆卸波导模块与横向穿舱波导模块及纵向穿舱波导模块的连接面与相近隔板或层板的距离由工艺操作空间确定。可拆卸波导模块位于舱体的外隔断，卫星对地面的两侧侧板拆除后即可进行l型波导的拆卸或安装操作。
59.本实施例采用波导分类模块化、l型波导局部可拆卸的u型对称布局将数传功放级波导组件以跨舱段形式布置在单一侧板上。
60.实施例2：
61.一种跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局，主要涉及两舱体结构、数传功放级波导组件、数传天线、与层板距离001、与隔板距离002和对称轴线003等。
62.两舱体结构主要涉及上舱体、下舱体、对地侧板、左侧板、右侧板。上舱体主要涉及上舱底板、上左隔板、上右隔板。下舱体主要涉及下舱底板、下左隔板、下右隔板。
63.数传功放级波导组件主要涉及功放滤波模块、穿舱波导模块、可拆卸波导模块、软硬组合波导模块。穿舱波导模块主要涉及左横向穿舱波导模块、右横向穿舱波导模块和左纵向穿舱波导模块、右纵向穿舱波导模块。可拆卸波导模块主要涉及左可拆卸波导模块和右可拆卸波导模块。软硬组合波导模块主要涉及左软硬组合波导模块和右软硬组合波导模块。左软硬组合波导模块涉及软波导和腔体中轴线。
64.本实施例描述的便于测试改装的跨舱段共底板u型数传功放级波导组件布局，主要特征是数传功放级波导组件呈u型布置在一块卫星对地面侧板内侧，同时该组件穿跨由上左隔板、上右隔板、下左隔板、下右隔板和上舱底板、下舱底板等卫星舱板形成的上舱体、下舱体等两个舱段。
65.数传功放级波导组件由四大模块组成，第一部分为由功放、开关、滤波器及之间相互连接的固定波导组成的功放滤波模块；第二部分为由穿卫星上舱底板、下左隔板、下右隔板等舱板的直线型固定波导组成的穿舱波导模块；第三部分为便于地测状态切换的l型波导组成的可拆卸波导模块；第四部分为由连接数传天线的软波导.和连接可拆卸波导模块的硬波导组成的软硬组合波导模块。
66.穿舱波导模块、可拆卸波导模块及软硬组合波导模块均为两侧分布的分离式多体结构，即穿舱波导模块由分离的左横向穿舱波导模块、右横向穿舱波导模块、左纵向穿舱波导模块和右纵向穿舱波导模块组成；可拆卸波导模块由分离的左可拆卸波导模块和右可拆卸波导模块组成；软硬组合波导模块由分离的左软硬组合波导模块和右软硬组合波导模块组成。
67.功放滤波模块集成居中布置在卫星下舱体的中间隔断内，该隔断由上舱底板、下舱底板、下左隔板、和下右隔板组成；其他穿舱波导模块、可拆卸波导模块及软硬组合波导模块布置在功放滤波模块的两侧。
68.穿舱波导模块由左横向穿舱波导模块、右横向穿舱波导模块、左纵向穿舱波导模块和右纵向穿舱波导模块组成的横向穿舱波导模块和纵向穿舱波导模块两类模块组成。
69.功放滤波模块位于中间，其左侧依次连接左横向穿舱波导模块、左可拆卸波导模块、左纵向穿舱波导模块和左软硬组合波导模块；其右侧依次连接右横向穿舱波导模块、右可拆卸波导模块、右纵向穿舱波导模块和右软硬组合波导模块。
70.软硬组合波导模块的软波导.的腔体中轴线与对应连接的数传天线的波导腔体中轴线重合。
71.可拆卸波导模块和左横向穿舱波导模块的连接面与下左隔板的距离由工艺操作空间确定；可拆卸波导模块和左纵向穿舱波导模块的连接面与上舱底板的距离由工艺操作空间确定；可拆卸波导模块和右横向穿舱波导模块的连接面与下右隔板的距离、可拆卸波导模块和右纵向穿舱波导模块的连接面与上舱底板的距离亦由工艺操作空间确定(图中仅表示左半部分，右半部分关于对称轴线对称)。
72.可拆卸波导模块位于下舱体的外隔断，卫星对地面侧板的两侧的左侧板和右侧板拆除后即可进行l型波导的拆卸或安装操作，而不需拆除装配有数传功放级波导组件和数传天线的对地面侧板。
73.本发明的数传功放级组件基于单板装配，集成测试简便，保障条件简单，跨舱段形式极大拓展了数传功放级组件与数传天线的空间安装跨度，有效化解了综合型卫星对地面布局空间紧张矛盾，l型波导可解耦拆卸，极大简化了数传有线/无线测试状态切换改装实施，提高了卫星总装测试效率。
74.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
75.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
76.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。