CN115167566A - 大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统及设备，包括：光纤测温传感器、综合控制单元、执行单元、加热装置、相变热管、光纤和电缆；通过硅橡胶将光纤测温传感器粘贴在相变热管和天线阵面上；通过螺钉将综合控制单元安装在天线阵面上；通过螺钉将执行单元安装在天线阵面上；通过光纤将光纤测温传感器与综合控制单元互连；通过电缆将执行单元与综合控制单元互连；通过电缆将加热装置与执行单元互连；通过硅橡胶将加热装置粘贴在相变热管和天线阵面上；所述相变热管通过导热填料与大阵面天线发热部件导热连接。本发明采用灵活的测控温方式，分布范围广，适用于航天器大尺寸装置的高精度高稳定度温度控制。
Description
技术领域
本发明涉及温度控制技术领域，具体地，涉及一种大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统及设备。
背景技术
随着性能和能力要求的不断提升，航天器载荷天线正朝着大尺寸、轻量化的方向发展；为了保证载荷天线的主要性能指标，必须给大阵面天线提供一个合适的温度环境，需要在天线阵面布置大量的温度传感器以及控温加热装置。如果采用传统的集中控温处理方式，需要使用大量的线缆将温度传感器以及控温加热装置引致航天器平台内，这部分线缆会消耗较多的重量资源。这样会限制航天器的应用，同时无法适应未来航天器载荷天线大尺寸、轻量化的发展趋势。为了满足最新的航天器任务，且基于“大尺寸、轻量化”的目标，设计人员不得不考虑开发先进的热控技术来满足任务需求。
文献(星载平板有源SAR天线热设计与验证[J].航天器工程,2017,26(6)：99-105)介绍了一种星载平板有源SAR天线的热设计方案：选取天线+Z面作为散热面，天线波导表面喷涂低吸收比、高发射率白漆散热，同时在天线安装板+Z面喷涂黑漆热控涂层，强化安装板同波导之间的辐射换热；采用热管网络实现等温设计，控制有源安装板内的温差；天线安装板-Z面包覆多层隔热组件，消弱外热流影响；采用智能随动控温方法，控制阵面温度梯度。然而对于“大尺寸、轻量化”的目标仍有一段差距。
专利文献CN105526879A(申请号：CN201510864078.2)公开了一种基于光纤光栅的卫星大阵面天线变形在轨测量系统，包括依次通过传导光纤2连接的光波发生器1、传导光纤2、多个光栅测点3、光波解调器4、信息处理器5；光波发生器1包括主光源和分光器，用于提供多路传导光纤所需的光波；多个光栅测点3被布置于卫星大阵面天线形面上，用于形成传感网络；光波解调器4，用于对收集的光波进行解调，从而得到各个光栅测点3的应变和温度；信息处理器5，用于对各个光栅测点3的应变和温度进行计算，并得到天线阵面形面变形参数。然而该专利需要使用大量的线缆将温度传感器以及控温加热装置引致航天器平台内，这部分线缆会消耗较多的重量资源。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统及设备。
根据本发明提供的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，包括：光纤测温传感器、综合控制单元、执行单元、加热装置、相变热管、光纤和电缆；
通过硅橡胶将光纤测温传感器粘贴在相变热管和天线阵面上；
通过螺钉将综合控制单元安装在天线阵面上；
通过螺钉将执行单元安装在天线阵面上；
通过光纤将光纤测温传感器与综合控制单元互连；
通过电缆将执行单元与综合控制单元互连；
通过电缆将加热装置与执行单元互连；
通过硅橡胶将加热装置粘贴在相变热管和天线阵面上；
所述相变热管通过导热填料与大阵面天线发热部件导热连接；
当大阵面天线工作时，通过相变热管控制天线的高温温度水平；当天线不工作时，通过加热装置维持天线的低温温度水平。
优选的，所述光纤测温传感器为多个，通过光纤串联在一起；
所述光纤测温传感器根据测温需要设置在大阵面天线结构上。
优选的，所述光纤测温传感器为刻写光栅加金属封装结构。
优选的，所述综合控制单元为模块化拼装结构，用于所述光纤测温传感器的温度数据采集、处理，用于与所述执行单元通信。
优选的，所述执行单元为模块化拼装结构，用于与所述综合控制单元通信，用于控制所述加热装置的开关。
优选的，所述加热装置为薄膜式结构。
优选的，所述相变热管为铝合金管壳结构。
优选的，所述光纤为纯石英材料。
优选的，所述电缆为交联乙烯－四氟乙烯共聚物绝缘电线电缆。
根据本发明提供的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制设备，包括：控制器；
所述控制器包括所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提出了一种轻量化的用于大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制的系统，采用轻质光纤测温传感器及光纤替代传统的温度传感器及测温线缆，有效的减少测温线缆的重量资源消耗；
(2)本发明采用将测控温设备置于载荷天线阵面的方式，减少穿舱电缆的重量资源消耗；
(3)本发明采用测控温设备小型化分布式的布置方式，进一步减少了阵面加热线缆的重量资源消耗；同时测控温设备具备灵活的布局方式，适用于大尺寸载荷天线的温度控制。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明用于大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制的系统组成示意图。
图中：
1-光纤测温传感器 2-综合控制单元 3-执行单元
4-加热装置 5-相变热管 6-光纤
7-电缆
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例：
如图1所示，根据本发明提供的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，包括：光纤测温传感器1、综合控制单元2、执行单元3、加热装置4、相变热管5、光纤6和电缆7；
通过硅橡胶将光纤测温传感器1粘贴在相变热管5和天线阵面上；通过螺钉将综合控制单元2安装在天线阵面上；通过螺钉将执行单元3安装在天线阵面上；通过光纤6将光纤测温传感器1与综合控制单元2互连；通过电缆7将执行单元3与综合控制单元2互连；通过电缆7将加热装置4与执行单元3互连；通过硅橡胶将加热装置4粘贴在相变热管5和天线阵面上；所述相变热管5通过导热填料与大阵面天线发热部件导热连接；当大阵面天线工作时，通过相变热管5控制天线的高温温度水平；当天线不工作时，通过加热装置4维持天线的低温温度水平。
所述光纤测温传感器1为多个，通过光纤6串联在一起；所述光纤测温传感器1根据测温需要设置在大阵面天线结构上。所述光纤测温传感器1为刻写光栅加金属封装结构。所述综合控制单元2为模块化拼装结构，用于所述光纤测温传感器1的温度数据采集、处理，用于与所述执行单元3通信。所述执行单元3为模块化拼装结构，用于与所述综合控制单元2通信，用于控制所述加热装置的开关。所述加热装置4为薄膜式结构。所述相变热管5为铝合金管壳结构。所述光纤6为纯石英材料。所述电缆7为交联乙烯－四氟乙烯共聚物绝缘电线电缆。
根据本发明提供的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制设备，包括：控制器；所述控制器包括所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，其特征在于，包括：光纤测温传感器1、综合控制单元2、执行单元3、加热装置4、相变热管5、光纤6和电缆7；
通过硅橡胶将光纤测温传感器1粘贴在相变热管5和天线阵面上；
通过螺钉将综合控制单元2安装在天线阵面上；
通过螺钉将执行单元3安装在天线阵面上；
通过光纤6将光纤测温传感器1与综合控制单元2互连；
通过电缆7将执行单元3与综合控制单元2互连；
通过电缆7将加热装置4与执行单元3互连；
通过硅橡胶将加热装置4粘贴在相变热管5和天线阵面上；
所述相变热管5通过导热填料与大阵面天线发热部件导热连接；
当大阵面天线工作时，通过相变热管5控制天线的高温温度水平；当天线不工作时，通过加热装置4维持天线的低温温度水平。
2.根据权利要求1所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，其特征在于，所述光纤测温传感器1为多个，通过光纤6串联在一起；
所述光纤测温传感器1根据测温需要设置在大阵面天线结构上。
3.根据权利要求1所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，其特征在于，所述光纤测温传感器1为刻写光栅加金属封装结构。
4.根据权利要求1所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，其特征在于，所述综合控制单元2为模块化拼装结构，用于所述光纤测温传感器1的温度数据采集、处理，用于与所述执行单元3通信。
5.根据权利要求1所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，其特征在于，所述执行单元3为模块化拼装结构，用于与所述综合控制单元2通信，用于控制所述加热装置的开关。
6.根据权利要求1所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，其特征在于，所述加热装置4为薄膜式结构。
7.根据权利要求1所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，其特征在于，所述相变热管5为铝合金管壳结构。
8.根据权利要求1所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，其特征在于，所述光纤6为纯石英材料。
9.根据权利要求1所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统，其特征在于，所述电缆7为交联乙烯－四氟乙烯共聚物绝缘电线电缆。
10.一种大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制设备，其特征在于，包括：控制器；
所述控制器包括权利要求1至9中任一项所述的大阵面天线分布式高精度高稳定度温度控制系统。
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