星地激光通信終端熱特性研究.pdf

1、衛(wèi)星激光通信終端在空間運行時部分機構(gòu)暴露在衛(wèi)星外,空間環(huán)境對衛(wèi)星光終端影響不可忽視,如空間輻射環(huán)境、溫度變化等,尤其是溫度梯度的不均勻,將直接影響衛(wèi)星激光通信終端光學(xué)系統(tǒng)的性能。溫度不均勻?qū)е鹿鈱W(xué)元件熱形變不均勻,發(fā)射光束或接收光束經(jīng)過光學(xué)元件后,光束指向和波前都會發(fā)生變化,直接影響接收平面上的光場分布。針對衛(wèi)星激光通信終端在軌工作時的熱特性問題,本論文主要開展了以下幾項研究工作:
　　(1)對終端的熱特性進行建模分析,通過主動熱

2、控加被動熱控實現(xiàn)激光通信終端熱控。討論了衛(wèi)星激光通信終端的熱特性,主要是導(dǎo)熱特性和熱輻射特性以及二者的熱耦關(guān)系。在終端熱特性分析中,典型結(jié)構(gòu)表面包括主鏡、次鏡球面等,對其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)曲面進行分解,把每部分看作一個小二次曲面。對終端進行了有限元節(jié)點劃分。在熱計算中采用節(jié)點網(wǎng)絡(luò)法,將Pro/E建立的終端簡化模型導(dǎo)入Patran中以便劃分節(jié)點網(wǎng)格。選擇合適的長度劃分節(jié)點網(wǎng)格至關(guān)重要,尺寸選擇過小、網(wǎng)格密集,計算時間大大增加,而且Thermica

3、軟件對輻射節(jié)點數(shù)有限制;尺寸選擇過大,網(wǎng)格劃s分粗糙,影響計算精度。綜合考慮,除箱體節(jié)點網(wǎng)格長度設(shè)定為0.5,其余部件節(jié)點網(wǎng)格長度為0.05,保證了節(jié)點網(wǎng)格的均勻分布,避免了因網(wǎng)格劃分不均勻造成的無法計算的問題。
　　(2)分析了終端所在軌道的參數(shù),確定了某一時刻的衛(wèi)星軌道六要素,以及衛(wèi)星的軌道即衛(wèi)星的位置和速度矢量。
　　(3)分析了衛(wèi)星的光照條件,即太陽照射。陽光照射地球時,在地球背向陽光的一面將產(chǎn)生陰影,衛(wèi)星飛進地影后