电源和天线子系统

本章我们一一讨论卫星各子系统获取电源的电源系统和天线子系统。

电力系统

我们知道，在轨运行的卫星在其生命周期内应持续运行。因此，卫星需要内部电源才能运行其中的各种电子系统和通信有效载荷。

电源系统是卫星工作的重要子系统，为卫星提供工作所需的电力。这些系统主要使用太阳能电池（或电池板）和可充电电池。

基本上，太阳能电池通过入射阳光产生电力（电流）。因此，太阳能电池主要用于为卫星的其他子系统提供电力。

我们知道单个太阳能电池产生的电力非常少。因此，为了产生更多电力，可以使用以阵列形式存在的电池组。

卫星中使用的太阳能电池阵列有两种类型。这些是圆柱形太阳能电池阵列和矩形太阳能电池阵列或太阳帆。

在日食期间，很难从太阳光中获取能量。因此，在这种情况下，其他子系统从可充电电池获取电力。这些电池还在卫星发射期间为其他子系统提供电力。

一般来说，这些电池通过太阳能电池在阳光照射下产生的过量电流进行充电。

卫星和地球站均设有天线。现在，让我们讨论一下卫星天线。

卫星天线执行两种类型的功能。这些是接收来自地球站的信号，并根据需要向一个或多个地球站发送信号。换句话说，卫星天线接收上行链路信号并发射下行链路信号。

我们知道，卫星天线的长度与工作频率成反比。为了减少卫星天线的长度，必须提高工作频率。因此，卫星天线的工作频率约为GHz。

用于卫星的天线称为卫星天线。天线主要有四种类型。他们是：

现在，让我们一一讨论这些天线。

线天线是基本的天线。单极和偶极天线属于这一类。它们以非常高的频率使用，以便为 TTCM 子系统提供通信。

用作偶极子的总导线长度如果等于波长的一半（即l = λ/2），则这种天线称为半波偶极子天线。

线状天线适合覆盖其接入范围并提供各个方向的信号强度。这意味着，线状天线是全向天线。

末端有孔径的天线可称为孔径天线。当传输线的边缘以开口终止时，会辐射能量。该开口是孔径，使其成为孔径天线。

喇叭天线是孔径天线的一个例子。它用于卫星以覆盖地球上更多的区域。

喇叭天线用于微波频率范围。同一馈源喇叭可用于发射和接收信号。一个名为双工器的设备，它将这两个信号分开。

单独的天线可以在特定方向上辐射一定量的能量，从而实现更好的传输，如果添加更多的元件以产生更有效的输出，效果会如何。正是这个想法导致了阵列天线或天线阵列的发明。卫星中使用阵列天线从单个孔径形成多个波束。

反射器天线适合产生波束，该波束在某一特定方向上具有更强的信号强度。这意味着，这些是高度定向的天线。因此，抛物面反射器增加了卫星通信系统中天线的增益。因此，它们用于电信和广播。

如果使用抛物面反射器天线来传输信号，则来自馈源的信号会从偶极子或喇叭天线发出，以将波聚焦到抛物线上。这意味着，波从焦点发出并撞击抛物面反射器。该波现在被反射为准直波前。

如果使用同一天线作为接收器，则电磁波撞击抛物线形状时，波会反射到馈电点。偶极子或喇叭天线在其馈电处充当接收器天线，接收该信号，将其转换为电信号并将其转发到接收器电路。