[发明专利]一种星载天线在轨温度的极端工况预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天领域，具体是一种预测星载天线在轨温度极端工况的方法。

背景技术

航天器及其星载电子设备在轨道空间长期可靠地运行，需要适应太空各种极端环境条件，如真空、微重力、低温、黑背景以及太阳辐射与地球等行星的热辐射。尤其是其周期性的经历光照区与阴影区，会导致航天器表面温度的剧烈变化，从而可能会使材料、部件出现断裂变形乃至失效，严重的甚至使卫星无法正常工作。

当星载天线在轨运行时，其内部的温度变化是由轨道外热流和内热源的变化引起的。由于外热流和内热源瞬变的特性，在星载天线的热分析以及热实验的过程中，出于对环境、边界条件以及本身加工装配工艺及材料属性等存在某些不确定的考虑，要求选择热的极端工况进行分析和检验，以覆盖其在轨运行的所有工况。合理选择工况从而得到星载天线准确的极端温度，为卫星高低温工况提供理论设计依据，这对于星载天线的热设计分析以及验证的迭代过程是至关重要的。

发明内容

本发明的目的是为了减少由于在轨星载天线温度极端工况难于判断从而采用枚举法进行分析造成热分析工作量巨大的情况，针对运行于轨道上的星载天线，首先通过β角（太阳光线相对于轨道面入射角）的变化规律判断外热流出现的极值日期，从而选定极端工况可能出现的日期并通过比较各日期内所接收的外热流大小，达到预测星载天线极端工况的目的。

该方法是通过以下步骤实现的。

一种星载天线在轨温度的极端工况预测方法，该方法包括下述步骤：

（1）通过给定的星载天线轨道参数，计算太阳光线相对于星载天线轨道面入射角β角一年内的变化规律；

（2）通过太阳光线相对于星载天线轨道面入射角β角一年内的变化规律，计算星载天线受晒因子，由此判断星载天线在一年内是否存在阴影时刻；

（3）根据星载天线在一年内是否存在阴影时刻预测天线极低温度工况：

（4）根据星载天线在一年内是否存在阴影时刻预测天线极高温度工况：

（5）将天线各极端温度工况分别与该工况日期±2、±5日温度进行比较，取温度工况T_Max工况温度作为极端高温工况，取温度工况T_Min作为极端低温工况。

进一步地，所述步骤（1）中给定的星载天线轨道参数，计算太阳光线相对于星载天线轨道面入射角β角一年内的变化规律，通过下述方式实现：

γ′=t₀×π/12

γ=(α_n-π/2)-α_S=γ′-Δα-π/2

p(t)=tg-1(sin(2πt/365)ctgϵ),t∈[0,365]]]>