基于矩阵信号传输的航天器低频电缆网设计

，，，，,

中国空间技术研究院 通信卫星事业部，北京 100094

航天器低频电缆网是实现航天器能源与信号传输分配的服务保障系统，信号传输电缆是其中关键组成部分，约占低频电缆网总质量的80%。传统的信号传输电缆主要为离散电缆，导线数量大，连接关系复杂，占用较多质量资源[1-2]。随着航天技术的飞速发展，有效载荷设备更加丰富，提高航天器载荷比，降低服务系统质量的需求越发急迫[3-4]。

目前，国内外关于低频电缆网的设计研究仅限于电磁兼容、热、布局以及自动设计方法等方面，缺乏关于电缆减重方面的研究，减重设计仅停留在经验层面[5-8]。本文引入矩阵电缆网概念，理论分析并算例演示了一种电缆网减重设计方法。

矩阵电缆网基于矩阵的扩容特性，传输矩阵遥测、遥控信号。矩阵信号适用于开关状态量采集、单脉冲指令发送等，需要设备测控接口与电缆网相匹配，通过行、列信号的组合共享，有效提高了单位电气接口的信号传输容量[9]。矩阵电缆网与离散电缆网的区别为：矩阵电缆网的拓扑结构为总线式，通过合理分配矩阵资源，电缆束在前行过程中，线束直径逐渐减小，电缆结构为收拢式；离散电缆网的拓扑结构为网状，导线一对一连接始端与终端接口，不存在共享通路。矩阵电缆网通过扩容与共享的优化设计，可以有效减轻信号传输电缆的质量。

针对矩阵电缆网的特点，本文建立了矩阵电缆等效质量模型，提取了影响矩阵电缆质量的两项要素：拓扑结构及矩阵资源分配。……