一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵的制作方法

本发明涉及一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，属于航天器设计。

背景技术：

1、航天器在轨运行阶段，航天器95％以上的能源来自太阳电池阵，作为航天器在轨运行的基础，其空间运行安全是保障航天器服役能力的前提。目前，由于太阳电池阵尚不具备在轨综合感知能力，在受到高能激光、微波、动能等杀伤攻击下，造成了空间态势感知底层架构的信息缺失。现役电池阵尚未实现损毁或失效现象成因的在轨感知以及故障区域定位，继而无法建立应对与反演策略。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，同时实现供能和空间智能感知的功能，完善航天器在空间攻防中的应对策略。

2、本发明的技术解决方案是：一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，包括柔性pi膜、传输线以及排布在柔性pi膜上的若干电池阵单元；每个电池阵单元包括若干单片太阳能电池、探测装置和识别装置；单片太阳能电池互留间隙均匀布置，探测装置和识别装置无串扰地排布在单片太阳能电池之间的空隙中，用于空间太阳电池阵的在轨毁伤感知与诊断；每个电池阵单元通过传输线与航天器主机通信和传输能源。

3、进一步地，所述探测装置包括激光探测器、微波探测器和振动探测器，所述识别装置为边缘计算识别模块；所述激光探测器、微波探测器和振动探测器分别将高能激光、高能微波、动能打击三种打击损伤转化为电信号，并导入边缘计算识别模块中，经边缘计算识别模块实时进行感知信号的归集判定，由传输线输入航天器主机，实现空间太阳电池阵的在轨毁伤感知与诊断。

4、进一步地，每个单片太阳能电池的边缘均切除两个角，使相邻两个单片太阳能电池之间形成三角形空隙，用于布置探测装置和识别装置。

5、进一步地，所述电池阵单元的排布方式为2×3，每个电池阵单元中单片太阳能电池的排布方式为3×3。

6、进一步地，每个电池阵单元中的边缘计算识别模块安装在九个单片太阳能电池中左上角四个单片太阳能电池的三角形空隙处。

7、进一步地，每个电池阵单元中，以其中边缘计算识别模块为中心布置至少三个激光探测器和至少一个微波探测器；位于空间太阳电池阵四个角的电池阵单元还布置振动探测器。

8、进一步地，所述三角形空隙的三条边的长度分别为7mm、7mm和10mm。

9、进一步地，所述传输线为柔性扁平线路，以根据需要任意选择导线数目及间距。

10、进一步地，所述传输线包括供能传输线和信号传输线；各个电池阵单元通过供能传输线串联，通过供能传输线连接航天器，为航天器提供能源；电池阵单元通过信号传输线与航天器主机通信。

11、进一步地，所述单片太阳能电池为砷化镓太阳能电池。

12、本发明与现有技术相比的优点在于：

13、本申请通过砷化镓空间太阳电池阵为航天器供电；同时激光探测器、微波探测器和振动探测器能感知受到的高能激光、高能微波和动能打击，并转化为可收集的电信号，由边缘计算识别模块感知信号的归集判定，最后为航天器供能系统的在轨毁伤感知与诊断提供支撑。

技术特征：

1.一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，包括柔性pi膜、传输线以及排布在柔性pi膜上的若干电池阵单元；每个电池阵单元包括若干单片太阳能电池、探测装置和识别装置；单片太阳能电池互留间隙均匀布置，探测装置和识别装置无串扰地排布在单片太阳能电池之间的空隙中，用于空间太阳电池阵的在轨毁伤感知与诊断；每个电池阵单元通过传输线与航天器主机通信和传输能源。

2.根据权利要求1所述的一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，所述探测装置包括激光探测器、微波探测器和振动探测器，所述识别装置为边缘计算识别模块；所述激光探测器、微波探测器和振动探测器分别将高能激光、高能微波、动能打击三种打击损伤转化为电信号，并导入边缘计算识别模块中，经边缘计算识别模块实时进行感知信号的归集判定，由传输线输入航天器主机，实现空间太阳电池阵的在轨毁伤感知与诊断。

3.根据权利要求1所述的一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，每个单片太阳能电池的边缘均切除两个角，使相邻两个单片太阳能电池之间形成三角形空隙，用于布置探测装置和识别装置。

4.根据权利要求3所述的一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，所述电池阵单元的排布方式为2×3，每个电池阵单元中单片太阳能电池的排布方式为3×3。

5.根据权利要求4所述的一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，每个电池阵单元中的边缘计算识别模块安装在九个单片太阳能电池中左上角四个单片太阳能电池的三角形空隙处。

6.根据权利要求5所述的一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，每个电池阵单元中，以其中边缘计算识别模块为中心布置至少三个激光探测器和至少一个微波探测器；位于空间太阳电池阵四个角的电池阵单元还布置振动探测器。

7.根据权利要求3所述的一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，所述三角形空隙的三条边的长度分别为7mm、7mm和10mm。

8.根据权利要求1所述的一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，所述传输线为柔性扁平线路，以根据需要任意选择导线数目及间距。

9.根据权利要求1所述的一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，所述传输线包括供能传输线和信号传输线；各个电池阵单元通过供能传输线串联，通过供能传输线连接航天器，为航天器提供能源；电池阵单元通过信号传输线与航天器主机通信。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，其特征在于，所述单片太阳能电池为砷化镓太阳能电池。

技术总结
一种新型供能感知一体化空间太阳电池阵，为供能、探测和识别三维一体化的组件，包括空间太阳电池阵、柔性PI膜以及传输线；空间太阳电池阵包括排布在柔性PI膜上的若干电池阵单元；每个电池阵单元包括若干单片太阳能电池和若干探测装置、识别装置，通过传输线与航天器主机通信和传输能源，探测装置、识别装置无串扰地排布在每个电池阵单元的空隙中。本申请通过砷化镓空间太阳能电池满足航天器整体发电的需求，通过激光探测器、微波探测器和压电振动探测器分别探测高能激光、高能微波和动能三种打击的信号，边缘计算识别模块感知信号的归集判定，可为高价值航天器供能系统的在轨毁伤感知与诊断提供支撑。

技术研发人员：丁亮,任重,王鹏飞,刘辉,郑奕,殷子涵,刘梦月,王帅,白佳昕,刘思颖,孙书营,张淇,王颖昕,蓝越新竹
受保护的技术使用者：中国航天科技创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16