PEARL立方衛星之結構設計

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姓名

高譽嘉(Kao Yu Chia) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學與工程研究所

論文名稱

PEARL立方衛星之結構設計
(Structural Design of Propagation Experiment Using Kurz-Above-Band Radio in Low Earth Orbit (PEARL) CubeSats)

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摘要(中)

本論文為探討珍珠號（ Propagation Experiment Using Kurz-Above-Band Radio in Low Earth Orbit,PEARL立方衛星的結構設計與模擬。 PEARL-1C立方衛星計畫為國立中央大學太空酬載實驗室所主導的低軌寬頻通訊實驗採用保加利亞 EnduroSat的衛星本體。各酬載與次系統按照EnduroSat的固裝方式，由中大自行整合與組裝。藉由模擬分析，按照發射服務公司提供的環境測試規格，確認該本體能符合環境測試規範。本文所使用的模擬軟體為 SolidWorks內建的SolidWorks Simulation功能，模擬項目有自然頻率測試、加速度測試、隨機振動測試、外力負載測試、正弦振動測試、衝擊測試。

摘要(英)

The main purpose of this thesis is to verify the design of Propagation Experiment Using Kurz-Above-Band Radio in Low Earth Orbit (PEARL) CubeSat structural. The PEARL-1C CubeSats are a communication satellite experiment led by Space Payload Laboratory, National Central University The PEARL bus structure is designed and manufactured by a Bulgarian company, EnduroSat. The Space Payload Laboratory is self-produced and will simulate and study the satellite structure of EnduroSat and apply it to the PEARL-1H satellite structure. The simulation software used in this article is the built-in SolidWorks Simulation function of SolidWorks. The simulation items include: natural frequency test, acceleration test, random vibration test, external force attached test, Sine Vibration, shock. In terms of installation, each payload and sub-system must meet the fixed method of EnduroSat satellite design, and can be assembled according to a certain installation sequence.

關鍵字(中)

★ 立方衛星
★ 結構

關鍵字(英)

★ CubeSat
★ PEARL
★ Structural Design

論文目次

目錄
摘要 i
ABSTRACT ii
圖目錄 v
表目錄 viii
一、緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 PEARL衛星基本介紹 2
1-3 PEARL衛星次系統 4
1-1-1 酬載次系統(Payload subsystem) 4
1-1-2 指令與資料處理次系統(Command and Data Handling Subsystem, C&DH) 4
1-1-3 控制次系統(Attitude Determination and Control Subsystem, ADCS) 5
1-1-4 電力次系統(Electrical Power Subsystem, EPS) 6
1-1-5 通訊次系統(Communication Subsystem, COM) 8
1-1-6 結構次系統(structure subsystem, STR) 10
二、PEARL衛星結構設計 13
2-1 基本規格 13
2-2 座標系統 14
三、PEARL衛星結構分析 15
3-1、結構模擬基本觀念與SolidWorks模擬操作 15
3-2、Nanoracks發射環境之環境測試標準 20
3-2-1共振頻率 20
3-2-2 Acceleration Loads 20
3-2-3 Random Vibration Environment 21
3-2-4 Launch Shock Environment 22
3-2-5 Integrated Loads Environment 22
3-3、EXOLAUNCH發射環境之環境測試標準 22
3-3-1頻率模擬 23
3-3-2 Loads 23
3-3-3 Sine Vibration 23
3-3-4 Shock 24
3-3-5 Random Vibration 24
四、SolidWorks Simulation模擬結果 24
4-1、Nanoracks環境測試下的模擬結果： 24
4-1-1 共振頻率 24
4-1-2 加速度負載 26
4-1-3 隨機振動模擬(Random Vibration) 41
4-1-4 集成負載(Integrated loads) 52
4-2、SpaceX環境模擬結果： 57
4-2-1 共振頻率 58
4-2-2 Loads(靜態模擬) 59
4-2-3 Sine Vibration 74
4-2-4 Shock 78
4-2-5 Random vibration(隨機振動模擬) 83
五、結論與未來展望 88
參考文獻 89

參考文獻

參考文獻
[1] 維基百科，立方衛星。取自https://zh.m.wikipedia.org/zhtw/%E7%AB%8B%E6%96%B9%E8%A1%9B%E6%98%9F。
[2] CubeSat-Design-Specifications-cds_rev14_final2
[3] OBC I Datasheet_21.08.2020。
[4] CubeADCS - User Manual [V3.09]。
[5] EPS II Datasheet_21.08.2020。
[6] UHF Antenna Datasheet_11.08.2020。
[7] UHF Transceiver Datasheet_14.08.2020。
[8] Ainfoinc，LB-42-20-C-KF Standard Gain Horn Antenna。取自https://www.ainfoinc.com/lb-42-20-c-kf-standard-gain-horn-antenna-18-26-5-ghz-20db-gain-2-92mm-female。
[9] 6U Structure Datasheet_30.07.2020。
[10] 12-08-21-6U_Deployable_User_Manual。
[11] 實威國際，SolidWorks Simulation原廠教育訓練手冊，易習圖書，2011。
[12] Nanoracks CubeSat Deployer (NRCSD) Interface Definition Document (IDD)。
[13] RIDESHARE PAYLOAD USER’S GUIDE。
[14] 劉心慈：<飛鼠號立方衛星之結構次系統>，國立中央大學，民國109年6月。
[15] 茅雅䪧：<先進電離層探測儀之機構設計與分佈>，國立中央大學，民國102年6月。
[16] 黃唯蓉：<PEARL立方衛星系統設計與軌道模擬>，國立中央大學，民國110年6月。
[17] 夸克工作室，SolidWorks Simulation電腦輔助工程分析，經緯文化，2018。

指導教授

趙吉光(CHAO, CHI-KUANG)

審核日期

2022-7-25

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