电源和天线子系统

在本章中，我们将逐一讨论卫星各个子系统从中获取电源的电源系统和天线子系统。

电源系统

我们知道，在轨道上运行的卫星在其使用寿命期间应持续运行。因此，卫星需要内部电源来操作其中的各种电子系统和通信有效载荷。

电源系统是一个重要的子系统，它为卫星的工作提供所需的电力。这些系统主要使用太阳能电池（或电池板）和可充电电池。

太阳能电池

基本上，太阳能电池从入射阳光中产生电能（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，为了产生更多的电力，可以使用以阵列形式存在的电池组。

太阳能电池阵列

卫星中使用的太阳能电池阵列有两种。它们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。

• 圆柱形太阳能电池阵列用于旋转卫星。在任何给定时间，只有圆柱形阵列的一部分会被阳光覆盖。因此，电力由部分太阳能电池阵列产生。这是这种类型的缺点。

• 圆柱形太阳能电池阵列的缺点可以通过太阳帆克服。这个可以产生更多的电力，因为太阳帆的所有太阳能电池都暴露在阳光下。

可充电电池

在日食期间，很难从阳光中获取电力。因此，在这种情况下，其他子系统从可充电电池获取电力。这些电池在卫星发射期间也会为其他子系统供电。

一般来说，这些电池由于过量电流而充电，这是太阳能电池在阳光下产生的。

天线子系统

卫星和地面站都有天线。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。它们是接收来自地面站的信号并根据需要将信号传输到一个或多个地面站。换句话说，卫星天线接收上行信号并发送下行信号。

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，必须增加工作频率。因此，卫星天线的工作频率为GHz数量级。

卫星天线

用于卫星的天线称为卫星天线。天线主要有四种类型。它们是：

• 线状天线
• 喇叭天线
• 阵列天线
• 反射器天线

现在，让我们逐一讨论这些天线。

线状天线

线状天线是最基本的天线。单极天线和偶极天线都属于这一类。它们用于非常高的频率，以便为 TTCM 子系统提供通信。

如果用作偶极天线的总线长等于波长的一半（即 l = λ/2），这种天线称为半波偶极天线。

线状天线适用于覆盖其接入范围并提供所有方向的信号强度。这意味着，线状天线是全向天线。

喇叭天线

末端有孔径的天线可称为孔径天线。传输线的边缘以开口终止时会辐射能量。这个开口就是孔径，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的更多区域。

喇叭天线用于微波频率范围。同一个馈源喇叭可用于发送和接收信号。一种名为双工器的设备，它将这两个信号分开。

阵列天线

天线单独时可以向特定方向辐射一定量的能量，从而实现更好的传输，就像添加几个元件以产生更高效的输出一样。正是这个想法导致了阵列天线或天线阵列的发明。阵列天线用于卫星，从单个孔径形成多个波束。

反射器天线

反射器天线适合产生在特定方向上具有更大信号强度的波束。这意味着，这些是高度定向的天线。因此，抛物面反射器可增加卫星通信系统中天线的增益。因此，它们用于电信和广播。

如果抛物面反射器天线用于传输信号，来自馈源的信号会从偶极子或喇叭天线发出，将波聚焦到抛物面上。这意味着，波从焦点发出并撞击抛物面反射器。现在，该波被反射为准直波前。

如果将同一根天线用作接收器，当电磁波撞击抛物线形状时，波会反射到馈源点上。偶极子或喇叭天线在其馈源处充当接收天线，接收该信号，将其转换为电信号并将其转发到接收电路。