空间电子技术杂志 部级期刊

空间电子技术 2018年第02期杂志 文档列表

微波功率传输的研究1-7

摘要：主要介绍了激光功率传输（LPT）与微波功率传输（MPT）两种能量传输系统。同时，论述了两种能量传输系统的系统构成，并以空间太阳能电站为背景重点，阐述了微波式能量传输系统的工作原理与各分系统地效率计算方法。通过以上内容的分析与讨论，为广大读者系统的阐述了空间太阳能电站中微波能量传输系统中的关键技术与基本原理。

空间太阳能电站发展历程回顾与前景展望8-15

摘要：为了准确把握空间太阳能电站领域的未来走向和发展要点，回顾了国际和国内空间太阳能电站的发展历程，介绍了当前最具代表性的几个系统方案。围绕空间太阳能电站的核心-微波能量传输技术，阐述了系统设计、空间巨型天线阵列、高效微波功率源、高效微波整流表面等关键技术的发展现状。空间太阳能电站将成为世界航天的新里程碑，而国际合作将成为空间太阳能电站发展的途径，三明治结构将在空间太阳能电站发展中发挥重要作用。

会议信息15-15

摘要：第三届可展开空间结构学术会议定于2018年10月下旬在南京召开。本届会议由中国航天科技集团有限公司科学技术委员会、中国力学学会、中国宇航学会、中国振动工程学会主办，中国空间技术研究院西安分院、南京航空航天大学、北京理工大学、上海跃盛信息技术有限公司、空间微波技术重点实验室、陕西省械械工程学会空间机械工程分会、航天器系统动力学国际联合实验室、机械结构力学及控制国家重点实验室承办。会议将采取大会报告、高峰论坛、分组讨论等方式进行学术交流。会议将出版论文集，并评选优秀论文。

大型空间可展开天线反射器研究现状与展望16-26

摘要：大型空间可展开天线是卫星裁荷重要的组成部分，是新一代航天器的关键产品。回顾了当今国内外大型空间可展开天线发展状况，介绍了多种典型的大型空间可展开天线反射器。总结分析了大型空间可展开天线反射器研制的关键技术。同时，对大型空间可展开天线，尤其是大于50m的极大型展开天线反射器结构技术的发展进行了展望。

空间高压发电输电及无线能量传输试验验证方案27-31

摘要：面向未来的MW级及GW级空间太阳能电站发展，针对空间高压大功率发电输电技术和大功率无线能量传输技术空间验证需求，初步设计了百千瓦级高压发电输电及无线能量传输试验在轨验证方案，提出试验验证的必要性、验证目标、系统组成、技术指标及试验过程，并且对试验验证的关键技术进行分析，为后续开展深入研究提供参考。

MW级SPS微波能量传输系统微波源相位误差的影响分析32-35

摘要：以多旋转关节空间太阳能电站（SPS）为应用系统，介绍了MW级SPS微波能量传输系统顶层设计参数。针对微波功率源相位误差对微波能量传输的影响问题，建立了分析模型，提出分析方法，并从波束收集效率下降容限的角度，用一维模型对百米量级能量发射阵列进行了分析，据此给出了对大规模微波源相位误差的要求，为MW级SPS的微波能量传输系统设计提供指导。

空间可重复展收套筒式伸展机构技术36-41

摘要：针对现有的绳系套筒式伸展机构无法实现在轨逐步展开、可重复展收的难点，根据现有套筒式伸展机构的设计理念．提出了一种绳索传动、内置弹簧销锁定兼具低质量与高刚度的空间可重复展收套筒式伸展机构。通过对伸展机构的核心技术——锁定与解锁方式的研究进展进行综述，归纳出了内置弹簧销锁定、外置弹簧销锁定、内置摆杆锁定和外置摆杆锁定四种锁定方式，不同的锁定方式分别与螺纹传动、绳索传动这两种展开方式结合，严生了目前大多数类型的空间套筒式伸展机构。套筒式伸展机构正向着高刚度、低质量、可重复展收、高可靠性的方向发展．通过改进锁定方式提高锁定刚度并适应绳索驱动下套筒重复展收是当前研究的热点。但该套筒式伸展机构仍然存在相邻套筒的直径差较大、收展机构复杂、移动副较多，容易产生卡滞等问题，需要后续进一步改进。

空间大型载荷平台在轨构建技术探讨42-48

摘要：针对以空间太阳能电站系统、超大面积SAR天线系统、大型在轨服务平台等为代表的巨型空间设施无法通过一次运载实现在轨构建的共性问题，通过对太空增材制造、可展开结构、可组装结构及单胞重复组装等四种大型结构在轨构建方法进行讨论和分析，归纳其优缺点，并提出一种包含单梁组装、单梁装填、单梁自动扩展、单梁截取、多梁组装、胞元填充等6个步骤的大型结构在轨构建新方案。研究结果表明，新方案可显著提高运载效率．提高在轨构建可靠性，此方法还可以用于超大型一维、二维、三维结构平台的在轨构建，为空间大型裁荷平台的在轨建造提供参考。

太阳电池阵基板结构优化设计49-53

摘要：针对中、小型卫星设计了一种具有加强区域碳纤维栅格蒙皮结构的太阳电池阵基板，该结构优化设计在国内尚属首次应用。介绍了太阳电池阵基板结构设计及优化，并通过了飞行卫星上的成功应用，验证了其结构形式及功能实现的可靠性、安全性及合理性。结果表明，该结构能够提高太阳电池阵基板的刚度特性。

用于太阳能电站的一种分布式功率放大反射阵天线54-59

摘要：分布式功率放大可用于提高反射阵天线的有效全向发射功率（EIRP）。为了达到实验验证的目的，设计并制备了12×12个单元的C波段反射阵天线，单元采用正交H形槽的孔径耦合贴片结构，并集成了功率放大器以有效提高天线EIRP。对单元进行了仿真计算，频率为5．8GHz时，在不同的微带线长度和不同的斜入射角下，旱元的反射系数低于-10．0dB，隔离度优于31．8dB。反射阵天线样机测试结果显示，天线具有较好的辐射方向图，有源增益为37．4dBi，方向性系数为27．3dBi；非线性性能测试结果表明，1dB压缩点输入功率为24.8dBm,测量EIRP可斌61．2dBm。

GaN基半导体技术的空间应用研究与展望60-67

摘要：空间太阳能电站需要高效率、良好环境适应性和长寿命的新型光电转换材料和大功率半导体器件。从功率器件和太阳能电池两个方面，概述了宽禁带半导体在太阳能技术中的应用和研发动态。采用宽禁带半导体设计的GaN高效固态功放和禁带宽度从0．7eV（InN）-3．4eV（GaN）连续可调的InGaN直接带隙的太阳能电池具有可靠性高、效率高、体积小、质量轻、高抗辐射能力等优点。因此，随着GaN基宽禁带半导体材料及器件的进一步发展，可助推空间太阳能电站早日实现。

用于空间太阳能电站的大功率正交场微波源分析68-74

摘要：针对空间太阳能电站应用微波源，介绍了两种大功率真空电子器件磁控管和正交场放大管的基本工作原理，当前国内外两种器件所达到的效率和功率容量特性。从太阳能电站应用角度出发，对两种电真空器件潜在的效率、寿命及可靠性进行了对比和研究，根据两种器件的自身特性，面向高功率合成提出了技术方案和建议。研究结果表明，从寿命、效率和功率合成角度来看，采用正交场放大管作为太阳能电站微波源更为适宜，对太阳能电站系统方案选择与设计具有一定参考价值。

基于无衍射光束的高效远距离无线能量传输技术75-79

摘要：针对传统高斯光束具有随着传输距离增大，光斑直径不断变宽，到靶功率密度不断减少的缺点，而无法用于远距离无线能量传输的难题。对具有中心光斑直径小且传播距离远的无衍射光束进行了研究，通过相位调控技术产生近无衍射光的方法，设计了一种基于无衍射光束的激光传能光学系统，得到了在传输相同距离的情况下，无衍射光束相比高斯光束能够保持长距离不发散的结果。研究结果表明，该无衍射光学系统能够有效提高传输距离减少能量损失，提高到靶功率密度，进而降低接收端光电池的接收面积及系统的体积重量。

空间太阳能电站能量转换与传输电气设备监测80-87

摘要：空间太阳能电站处在特殊的等离子体环境中，其能量转换与传输系统的绝缘有其特殊性，如何模拟太空环境中电气设备外绝缘局部放电及其有效监测方法，是空间太阳能电站可靠运行的关键技术之一。对空间太阳能电站能量转换系统的绝缘特性进行了研究，对比分析了地面与太空不同环境中绝缘性能的监测方法，在探讨太空环境电气设备局部放电产生的脉冲电流以及高频电磁信号特性基础上，采用罗氏线圈监测系统电流的变化，采用UHF特高频传感器进行局部放电检测，并提出了空间太阳能电站能量转换与传输系统电流变化与局部放电的具体监测方案。

空间网络无线能量传输技术研究进展88-93

摘要：基于分布式可重构系统对能量传输的灵活性需求，开展空间网络无线能量传输技术研究。介绍了无线能量传输技术分类及特点，分析了微波无线能量传输技术和激光无线能量传输技术两种不同的传输方式及其应用条件，对比了目前国内外所完成的微波无线能量传输系统的性能指标，讨论了影响无线能量传输效率的主要因素，探讨了空间网络无线能量传输系统组成及其关键技术，为后续深入开展空间网络无线能量传输系统研究提供理论支持。

第三代宽禁带半导体（SiC）器件在空间太阳能电站中的应用及进展94-100

摘要：第三代宽禁带半导体（SiC、GaN）器件以其固有的大功率、耐高温及恶劣环境、抗辐照等特点，在替代传统的蛳基器件方面具有无与伦比的技术优势。文章概述了第三代半导体（SiC）器件的发展现状，介绍了国内外第三代宽禁带半导体（SiC）器件研究进展及应用情况，并展望了第三代宽禁带半导体器件在空间太阳能电站中的应用前景。

975nm光纤耦合半导体激光器传能技术101-105

摘要：针对激光传能技术的光电转换系统，采用40W的975nm光纤耦合半导体激光器作为激光源，多晶硅材料作为光电池接收，测试了不同激光功率下的光电转换效率，通过调整调整光电池阵列接收端与激光光纤输出端的距离为O．4m和0．8m，测试了其光电转换效率变化。研究表明，随着激光功率增加，光电转换效率在一定范围波动，得到最大光电转换效率为9．98％。研究还表明，光电池板温度是影响多晶硅电池光电转换效率的重要因素，电池板的温控管理是提高光电转换效率的方式。多晶硅材料光电池在激光传能的应用，对激光传能技术推广具有一定价值。

面向空间太阳能电站在轨装配的爬行机器人关键技术106-112

摘要：提出一种可在薄膜和桁架表面爬行的足式机器人，以完成对空间太阳能电站由薄膜-桁架模块在轨组装。机器人系统由操作工具搭裁平台、压电驱动式多关节腿、微结构修饰附着足等组成。在此基础上，基于仿生理论，对自然界具有高攀爬能力的生物足端微结构进行了分析与仿真，并结合桁架的杆类结构和薄膜的柔性结构的特点，开展了机器人微结构修饰足特性的附着特性研究。利用离散元一多体动力学耦合仿真平台，对机器人在桁架结构和薄膜结构上的爬行过程进行了仿真研究，为爬行机器人的运动控制提供了依据。通过上述研究，验证了利用爬行机器人系统实现薄膜-桁架模块在轨操作与组装的方案可行性，为空间太阳能电站在轨装配任务提供了技术储备。