ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК СО ВСТРОЕННОЙ АНТЕННОЙ
ARTIFICIAL SATELLITE WITH BUILT-IN ANTENNA

Область техники
Настоящее изобретение относится к искусственному спутнику со встроенной антенной, который запущен с антенной, находящейся в главном корпусе спутника.
Уровень техники
Искусственный спутник включает в себя шинную часть, в которой смонтировано шинное устройство или подобное, используемое для орбитального управления самим спутником, блок полезной нагрузки, в котором содержится модуль функционального устройства, ответственного за выполнение назначения спутника, и т.п. Кроме того, в модуль функционального устройства включено электронное устройство, такое как аппаратура связи, антенна или измерительное устройство.
В таком искусственном спутнике желательно уменьшение размеров самого спутника. Однако, поскольку установленная на искусственном спутнике антенна - большая, то способ установки антенны является важным для уменьшения размеров этого искусственного спутника.
Например, в не прошедшей предварительную экспертизу патентной заявке Японии, первая публикация № 2003-276699, - раскрыт искусственный спутник, включающий в себя, как показано на фиг. 5, блок 101 полезной нагрузки и шинную часть 102. Ширина одной стороны этого блока 101 полезной нагрузки выполнена такой, чтобы она была меньше, чем шинная часть 102. Соответственно, блок 101 полезной нагрузки имеет такую форму, чтобы он относительно шинной части 102 образовывал нишу, и в этом нишеобразном месте установлена антенна 105. Таким образом, искусственный спутник уменьшен в размерах формированием в блоке 101 полезной нагрузки части в виде ниши.
[Документы предшествующего уровня техники]
[Патентные документы]
Патентный документ 1
Не прошедшая экспертизу патентная заявка Японии, первая публикация № 2003-276699.
Описание изобретения
[Задачи, решаемые изобретением]
В связи с искусственным спутником существует проблема, описанная в не прошедшей экспертизу патентной заявке Японии, первая публикация № 2003-276699, заключающаяся в том, что поскольку антенна 105 выступает за наружную часть устройства (в направлении космического пространства), то достаточное уменьшение размеров не достигается.
Другими словами, когда установочное пространство для антенны 105 обеспечивается организацией выемки в блоке 101 полезной нагрузки, предполагается, что блок 10 полезной нагрузки может быть выполнен небольшим. Однако блок полезной нагрузки обычно скомпонован таким образом, что имеет требуемый минимальный размер, и для того чтобы с целью установки антенны сократить размер этого блока полезной нагрузки, необходимо уменьшить количество модулей функционального устройства или еще чего-нибудь, что находится в блоке полезной нагрузки. В результате могут быть ограничены задачи искусственного спутника.
Поэтому одной задачей настоящего изобретения является обеспечение искусственного спутника со встроенной антенной, которая уменьшена в размерах, удовлетворяя, в то же время, назначение или функцию искусственного спутника.
[Средство решения задачи]
Для того чтобы решить вышеупомянутые задачи, искусственный спутник по настоящему изобретению отличается тем, что этот искусственный спутник включает в себя по меньшей мере одну крышку люка, выполненную в стенке, которая формирует внутри искусственного спутника пустое пространство ("мертвое" пространство), а также механизм открывания и закрывания крышки люка, который открывает эту крышку люка, и при этом антенна прикреплена к этой крышке люка.
В соответствии с искусственным спутником по настоящему изобретению, поскольку антенна заключена в мертвом пространстве внутри искусственного спутника, имеется возможность уменьшить искусственный спутник без сокращения размера блока полезной нагрузки для установки антенны.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 есть схематичный вид в перспективе искусственного спутника в варианте исполнения в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2 есть вид поперечного сечения искусственного спутника, выполненного вдоль линии А-А фиг. 1.
Фиг. 3 есть вид в перспективе искусственного спутника в состоянии, при котором крышка люка открыта.
Фиг. 4 есть вид в перспективе искусственного спутника, когда крышка люка выполнена в потолочной стенке блока полезной нагрузки.
Фиг. 5 есть вид в перспективе искусственного спутника, связанного с описанием уровня техники.
Описание вариантов исполнения
Будет описан один вариант исполнения настоящего изобретения. Далее, что касается описания этого исполнения, - хотя пример мертвого пространства, присутствующего на искусственном спутнике, включает в себя мертвое пространство в блоке полезной нагрузки, настоящее изобретение не ограничено таким мертвым пространством.
Фиг. 1 есть схематичный вид в перспективе искусственного спутника 2 в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 2 показывает вид поперечного сечения искусственного спутника 2, выполненного вдоль линии А-А фиг. 1. Фиг. 3 есть вид в перспективе, показывающий состояние, при котором крышка люка искусственного спутника 2 открыта.
Искусственный спутник 2 в основной конфигурации включает в себя шинную часть 4, в которой заключено шинное устройство, используемое для коррекции орбиты, или подобное, и блок 6 полезной нагрузки, в котором содержится модуль 13 функционального устройства, антенна 14 и подобное. Далее, хотя в этом варианте исполнения будет описан корпус, при котором искусственный спутник 2 имеет прямоугольный внешний вид, настоящее изобретение не ограничено такой формой. Кроме того, хотя в нижеследующем описании будет описан корпус, в котором искусственный спутник сообщается с наземной станцией, изобретение не ограничено таким использованием. Хотя искусственный спутник имеет множество конфигураций, шинное устройство в описании искусственного спутника по настоящему изобретению не упомянуто.
Блок 6 полезной нагрузки включает в себя по существу прямоугольную обшивку, а модуль 13 функционального устройства заключен во внутреннем пространстве блока 6 полезной нагрузки. Ниже по тексту внутреннее пространство блока 6 полезной нагрузки называется отсеком 16 полезной нагрузки, а стенка обшивки со стороны отсека 16 полезной нагрузки называется внутренней поверхностью стенки. Далее, в стенке 12 отсека полезной нагрузки выполнена крышка 11 люка. Эта крышка 11 люка может быть открыта или закрыта механизмом 17 открывания и закрывания крышки люка.
В модуль 13 функционального устройства включены различные измерительные устройства, устройства связи, устройства управления, антенна, механизм 17 открывания и закрывания крышки люка и т.п.
Вообще говоря, модуль 13 функционального устройства имеет температурный диапазон, который является оптимальным для работы, но модуль 13 функционального устройства во время работы выделяет тепло, и его температура повышается. Поэтому тепло модуля 13 функционального устройства должно отводиться. Поскольку искусственный спутник 2 летит в космическом пространстве, то тепло модуля 13 функционального устройства отводится главным образом посредством теплового излучения.
Поэтому для того, чтобы эффективно излучать в космическое пространство тепло модуля 13 функционального устройства, на внешнюю стенку обшивки блока 6 полезной нагрузки (поверхность стенки со стороны космического пространства) нанесен облицовочный материал, используемый для активизации теплоотвода, такой как материал OSR ("оптический солнечный отражатель"). Кроме того, модуль 13 функционального устройства установлен около внутренней поверхности стенки обшивки блока 6 полезной нагрузки так, чтобы тепло модуля 13 функционального устройства легко передавалось на внешнюю стенку.
Далее, тепло, выделяемое модулем 13 функционального устройства, отводится по существу изотропно. Поэтому, при наличии плотно расположенного множества модулей 13 функционального устройства, возникает опасность, связанная с тем, что из-за тепла от соседних модулей 13 функционального устройства температура модулей 13 функционального устройства повышается. Соответственно, модули 13 функционального устройства расположены около стенки и установлены, чтобы они были разделены так, чтобы не возникало взаимного теплового взаимодействия с соседними модулями 13 функционального устройства. Соответственно, необходимо, чтобы внутренняя поверхность стенки обшивки блока 6 полезной нагрузки имела площадь, соответствующую установленному модулю 13 функционального устройства. Кроме того, когда количество модулей 13 функционального устройства увеличивается, необходимо чтобы эта внутренняя поверхность стенки имела большую площадь. В результате, в центральной части отсека 16 полезной нагрузки образуется пустое пространство.
В этом искусственном спутнике 2, чтобы эффективно использовать такое мертвое пространство, произведено размещение топливного бака или чего-либо подобного. Однако, поскольку топливный бак может быть перемещен в шинную часть 4 и размещен в ней в соответствии с прогрессом в технологии, связанной с уменьшением размеров двигателя, с уменьшением размеров топливного бака и т.д., то мертвое пространство в отсеке 16 полезной нагрузки продолжает увеличиваться.
Если отсек 16 полезной нагрузки небольшой, то мертвое пространство может быть небольшим. Однако, поскольку необходимо чтобы внутренняя стенка блока 6 полезной нагрузки имела предопределенную величину для того, чтобы установить модуль 13 функционального устройства или что-нибудь подобное, то размер блока 6 полезной нагрузки не может быть выборочно уменьшен, даже если отсек 16 полезной нагрузки имеет много мертвого пространства.
С другой стороны, поскольку антенна производит передачу или прием сигналов через космическое пространство, то во время связи необходимо, чтобы антенна располагалась снаружи спутника. Однако в момент запуска искусственного спутника 2 антенна не расположена снаружи спутника. Когда антенна в момент запуска расположена снаружи спутника, необходимо защитное средство, используемое для защиты антенны от ударов во время запуска, и поэтому для антенны желательно, чтобы во время запуска она не располагалась снаружи спутника.
Поэтому в искусственном спутнике по настоящему изобретению характерно создание в отсеке 16 полезной нагрузки большого мертвого пространства, при этом отсек 16 полезной нагрузки используется в качестве камеры, используемой для хранения антенны 14 в момент запуска, а во время связи антенны 14 извлекается за пределы спутника. Поэтому в обшивке блока 6 полезной нагрузки выполнена открывающаяся и закрывающаяся крышка 11 люка, а антенна прикреплена к этой крышке люка 11. Кроме того, когда антенна 14 используется, эта антенна 14 открыванием крышки 11 люка может быть выдвинута за пределы спутника.
Такая антенна 14 включает в себя отражатель 14а, используемый, чтобы отражать электрические волны, такие как микроволны, и излучатель 14b, который принимает и посылает электрические волны. Кроме того, во время приема отражатель 14а отражает электрические волны таким образом, что эти электрические волны входят в излучатель 14b. Далее, во время передачи отражатель 14а отражает электрические волны, испущенные из излучателя 14b, в направлении цели. В нижеследующем описании примером антенны 14 является фиксированная антенна. Однако когда передающая частота падает, антенна 14 становится больше. В этом случае может быть использована развертываемая антенна.
Крышка 11 люка выполнена в боковой стенке 12 обшивки блока 6 полезной нагрузки, и она открыта или закрыта посредством механизма 17 открывания и закрывания крышки люка. Хотя на фиг. 1 показано, что поверхность, в которой выполнена крышка 11 люка, находится на одной боковой стенке 12, крышки 11 люков могут быть выполнены во множестве боковых стенок 12. Обеспечением множества крышек 11 люков может быть обеспечено множество антенн 14. Поэтому есть преимущество, заключающееся в том, что уменьшается количество процессов управления основанием, использованных для настройки направления антенны 14 относительно партнера связи.
Механизм 17 открывания и закрывания крышки люка открывает крышку 11 люка на основании команды открывания крышки люка с Земли или откуда-нибудь еще, или автоматически открывает крышку 11 люка в соответствии с ранее введенной программой. Далее, после того, как искусственный спутник 2 выходит на орбиту, и антенна 14 устанавливается за пределы спутника, эта антенна 14 не заключена внутри. Поэтому механизм 17 открывания и закрывания крышки люка может быть сконфигурирован для открывания крышки люка, используя, например, пружину.
Кроме того, как показано на фиг. 3, отражатель 14а прикреплен к стенке крышки 11 люка на стороне отсека 16 полезной нагрузки. Далее, излучатель 14b прикреплен в конце верхней части 12а отсека 16 полезной нагрузки. Поэтому, когда крышка 11 люка открыта, отражатель 14а установлен вне спутника. Кроме того, когда крышка 11 люка открыта, степень открывания крышки 11 люка установлена такой, что излучатель 14b расположен в фокальной области отражателя 14а.
Когда такой искусственный спутник 2 запускается, антенна 14 заключена в отсеке 16 полезной нагрузки, крышка 11 люка закрыта, и тогда искусственный спутник 2 запускается. Кроме того, когда искусственный спутник 2 занимает предопределенную орбиту, крышка 11 люка открывается механизмом 17 открывания и закрывания крышки люка. Соответственно, антенна 14 "выпрыгивает" из спутника и становится способной осуществлять связь.
Как описано выше, нет необходимости уменьшать площадь внутренней стенки, на которой расположен модуль 13 функционального устройства в тесной близости с другими блоками, поскольку искусственный спутник запущен с антенной, убранной в мертвое пространство отсека 16 полезной нагрузки. Другими словами, есть возможность уменьшить размеры искусственного спутника 2 при одновременном выполнении назначения и функций этого искусственного спутника.
Далее, хотя в вышеприведенном описании был описан корпус, в котором крышка 11 люка выполнена в боковой стенке 12 отсека 16 полезной нагрузки, крышка 11 люка может быть выполнена в потолочной стенке 12b отсека 16 полезной нагрузки, как показано на фиг. 4.
Далее, в то время как относительное положение отражателя 14а и излучателя 14b регулируется на основании степени открытия или закрытия крышки люка 11, отражатель 14а и излучатель 14b могут быть вместе прикреплены к крышке люка 11, как показано на фиг. 4. В этом случае излучатель 14b прикреплен к крышке люка 11 через стойку 14с. Поэтому относительное положение между отражателем 14а и излучателем 14b может быть установлено механически.
Далее, направление антенны 14 может быть настроено в соответствии с направлением выхода или направлением приема электрических волн без осуществления управления основанием искусственного спутника 2, сделав механизм 17 открывания и закрывания крышки люка управляемым. Другими словами, направление антенны 14 может быть настроено настройкой степени открытия или закрытия крышки люка 11 в соответствии с направлением выхода или направлением приема электрических волн. Поэтому может быть достигнуто высокое качество связи.
Запрошен приоритет патентной заявки Японии № 2011-240400, поданной 1 ноября 2011 г., содержание которой во всей своей полноте включено в настоящий документ посредством ссылки.
Промышленная применимость
В соответствии с искусственным спутником по настоящему изобретению можно уменьшить размер искусственного спутника без оказания отрицательного воздействия на назначение и функции этого искусственного спутника.
Описание ссылочных позиций
2 искусственный спутник
4 шинная часть
6 блок полезной нагрузки
11 крышка люка
12 боковая стенка (стенка отсека полезной нагрузки)
12а верхняя часть
12b "стенка" потолка
13 модуль функционального устройства
14 антенна
14a отражатель
14b излучатель
14c стойка
16 отсек полезной нагрузки.