电源与天线子系统

在本章中，让我们讨论一下电源系统，各种卫星子系统从中获取电源，以及天线子系统。

电源系统

我们知道，在轨运行的卫星在其整个生命周期内都应持续运行。因此，卫星需要内部电源来运行其包含的各种电子系统和通信载荷。

电源系统是一个至关重要的子系统，它为卫星的运行提供所需的电源。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，太阳能电池从入射的阳光中产生电能（电流）。因此，太阳能电池主要用于为卫星的其他子系统供电。

我们知道，单个太阳能电池产生的电能非常少。因此，为了产生更多的电能，可以使用以阵列形式排列的电池组。

卫星中使用了两种类型的太阳能电池阵列。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。

在日食期间，很难从阳光中获取电能。因此，在这种情况下，其他子系统会从可充电电池获取电能。这些电池还在卫星发射期间为其他子系统供电。

通常，这些电池由于太阳能电池在阳光照射下产生的过量电流而充电。

卫星和地球站中都存在天线。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。它们是接收来自地球站的信号，以及根据需要向一个或多个地球站传输信号。换句话说，卫星天线接收上行链路信号并传输下行链路信号。

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在GHz范围内。

卫星中使用的天线称为卫星天线。主要有四种类型的天线。它们是

现在，让我们逐一讨论这些天线。

线天线是基本天线。单极天线和偶极天线属于此类。它们用于非常高的频率，以提供 TTCM 子系统的通信。

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

线天线适用于覆盖其访问范围并在所有方向上提供信号强度。这意味着，线天线是全向天线。

末端具有孔径的天线可以称为孔径天线。当传输线在末端终止于一个开口时，会辐射能量。这个开口，即孔径，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。相同的馈电喇叭可用于传输和接收信号。一种名为双工器的设备可以分离这两个信号。

当单个天线能够在一个特定方向辐射一定量的能量，从而实现更好的传输时，如果添加更多元件以产生更有效的输出会怎样？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，以从单个孔径形成多个波束。

反射天线适用于产生在特定方向上具有更高信号强度的波束。这意味着，它们是高度方向性的天线。因此，抛物面反射器提高了卫星通信系统中天线的增益。因此，它们被用于电信和广播。

如果抛物面反射天线用于传输信号，则来自馈电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，波从焦点发出并照射到抛物面反射器上。该波现在被反射为准直波前。

如果同一根天线用作接收器，则当电磁波撞击抛物面的形状时，该波将被反射到馈电点。偶极子或喇叭天线充当其馈电处的接收天线，接收此信号，将其转换为电信号并将其转发到接收电路。

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