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Nel campo dei satelliti moderni, il controllo di posizione dei satelliti è realizzato principalmente dal volano e dal convertitore di coppia magnetico. Tuttavia, i volani convenzionali con grande volume, alta qualità e piccole dimensioni hanno gradualmente abbandonato questa modalità di controllo dell'atteggiamento e adottato una modalità di controllo magnetico puro. Questo metodo è semplice e affidabile nel controllo dell'atteggiamento satellitare ed è particolarmente adatto per satelliti che operano in orbite basse con meno indebolimento del campo magnetico terrestre.
D'altra parte, il sistema di controllo dell'assetto dei satelliti moderni deve soddisfare i requisiti di alta efficienza e affidabilità, quindi la coppia magnetica deve essere semplice nella struttura, leggero nel peso, lungo nel tempo di lavoro e alta nell'affidabilità.
Il magnetorquer è uno dei componenti esecutivi del controllo di posizione satellitare. Controllando la corrente collegata al convertitore di coppia magnetico, è possibile controllare la grandezza e la direzione della coppia magnetica generata dal magnetorquer. Durante il funzionamento dell'orbita, il magnetorquer interagisce con il campo geomagnetico per generare la coppia di controllo richiesta e implementare il controllo di posizione, compreso lo smorzamento della rotazione iniziale della stella dopo l'entrata in orbita, lo scarico della ruota di moto e il controllo di precessione e lo smorzamento della nutazione nella direzione a tre assi.
Magnetorquer è ampiamente usato nel controllo di atteggiamento dei satelliti bassi, medi, alti e orbitali. La funzione principale del magnetorquer nel processo di controllo di posizione satellitare è scaricare il momento angolare ridondante del satellite ed evitare la saturazione dei pilastri del dispositivo di scambio di momento; Il convertitore di coppia magnetico può anche essere utilizzato direttamente per il controllo di posizione satellitare su alcuni micro satelliti senza dispositivi di scambio dei pilastri. Inoltre, magnetorquer ha giocato un ruolo significativo nel salvataggio dei satelliti in fuga. Al fine di migliorare l'affidabilità e il tasso di sopravvivenza del sistema di controllo satellitare applicato, la modalità di controllo di posizione della coppia magnetica è spesso utilizzata come modalità di backup o di sicurezza.
Il magnetorquer PCB può essere integrato organicamente con i satelliti, con i vantaggi di piccole dimensioni, peso leggero, elevata durezza e facile installazione, aumentando notevolmente la struttura e modularizzazione dei satelliti.
Metodo di fabbricazione del dispositivo magnetorquer PCB
1: Ottenere il numero di strati della bobina e i parametri della bobina per ogni strato che devono essere realizzati sulla scheda PCB, compresa la larghezza di ogni linea nella bobina, il numero di bobine avvolte e la distanza tra le linee.
2: In base al numero ottenuto di strati della bobina e parametri della bobina, creare una bobina sulla scheda PCB per completare l'installazione del magnetorquer.
Applicazione di circuiti stampati nei satelliti
Quando si progettano PCB per applicazioni spaziali, l'affidabilità dei PCB diventa molto importante. I circuiti dinamici flessibili possono sopportare una pressione maggiore rispetto ai PCB rigidi. I circuiti stampati flessibili possono sostituire i connettori che hanno maggiori probabilità di causare guasti di interconnessione. La maggior parte dei collegamenti in circuiti stampati flessibili sono realizzati attraverso substrati. A causa delle difficili condizioni a cui i satelliti sono sottoposti, i circuiti stampati flessibili possono resistere. La progettazione di circuiti stampati flessibili consente loro di essere piegati migliaia di volte durante il funzionamento. Ciò consentirà ai PCB flessibili di operare in condizioni avverse.
Operare sistemi elettronici nello spazio è molto impegnativo. I progettisti avranno bisogno di componenti elettronici universali per superare questi ostacoli. I circuiti stampati flessibili sono più adattabili di qualsiasi altro tipo di PCB perché consentono ai progettisti di ottenere forme strane. I circuiti flessibili possono formare forme tridimensionali complesse con ramificazione a più connettori e possono essere facilmente installati sulla superficie su cui sono installati.
I circuiti flessibili hanno uno strato sottile di rame e uno strato isolante. Pertanto, il raggio di curvatura dei circuiti stampati flessibili può essere ridotto al minimo se necessario per adattarsi a spazi più ristretti.
Con lo sviluppo della tecnologia, l'applicazione del PCB magnetorquer cubesat sta diventando sempre più diffusa e svolge un ruolo importante nel magnetorquer modulare ad alta densità per micro e nano satelliti, utilizzato per lo scarico del volano e il raggiungimento del controllo magnetico di posizione satellitare.
