CN207124269U - 一种卫星天线融雪除冰系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卫星天线融雪除冰系统，其包括加热器、雨雪传感器、控制器、温度传感器、温度采集盒和供电模块；卫星天线反射面的背面设置有保温板，保温板与卫星天线反射面的背面构成一密闭空间；在密闭空间中，沿卫星天线的圆周均匀设置有加热器，每个加热器所在的扇区为一个加热通道；加热通道中设置有温度传感器，卫星天线的主反射面边缘设置有雨雪传感器；加热器和雨雪传感器均与控制器连接，温度传感器与温度采集盒连接，温度采集盒与控制器连接，供电模块为控制器供电。本实用新型采用智能控制技术，系统一旦检测到降雨或降雪条件，系统自动运行，当降雨或降雪结束后自动停止。本实用新型具有控制简单、效率高、融雪效果好、造价低等特点。

Description

一种卫星天线融雪除冰系统

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，具体涉及一种卫星天线融雪除冰系统。

背景技术

卫星天线是卫星地面站的重要设备，是无线通信系统实现能量转换的装置，它承担着电磁波发射和接收的任务。而卫星通信系统大多工作在微波频段(C、 Ku、Ka波段)，在空气湿度较大的高纬度地区使用的天线，每逢气温低于0℃或湿度较大的深秋和冬季，遇到雨、雪天气，天线反射面上就会出现结冰、积雪现象。这种现象会导致天线反射面载荷增加，并且由于冰厚、雪厚不均匀，常出现不规则的凹凸不平，电磁波反射后发生散乱，产生不规则的相位变化使方向图畸变，反射面的实际反射效率显著降低，最终导致信号衰减或中断。

天线加热融雪技术一直为广大卫星通信用户所关注。目前，国内外大口径 (大于6.2米)天线主反射面融雪除冰时主要采用以下几种方式：天线反射面后方加装电热膜；通过轴流风机产生高压空气吹雪；密闭空气热传导融雪。其中，天线反射面后方加装电热膜的方式存在系统效率低、耐候性差和融雪效果随时间降低等缺点。高压空气吹雪的方式存在系统效率低、耐候性差、融雪效果差和噪音高等缺点。密闭空气热传导融雪的方式存在系统效率一般、融雪效果一般和加热温度不可调等缺点。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种卫星天线融雪除冰系统。

本实用新型所采用的技术方案为：一种卫星天线融雪除冰系统包括加热器、雨雪传感器、控制器、温度传感器、温度采集盒和供电模块；

所述卫星天线反射面的背面设置有保温板，所述保温板与卫星天线反射面的背面构成一密闭空间；在所述密闭空间中，沿所述卫星天线的圆周均匀设置有所述加热器，每个所述加热器所在的扇区为一个加热通道；所述加热通道中设置有所述温度传感器，所述卫星天线的主反射面边缘设置有雨雪传感器；

所述加热器和雨雪传感器均与所述控制器连接，所述温度传感器与温度采集盒连接，所述温度采集盒与控制器连接，所述供电模块为控制器供电。

进一步地，所述控制器包括防水机箱以及设置在所述防水机箱中的主控板和指示灯面板；所述主控板上设置有MCU以及与所述MCU连接的显示屏、复位按钮和模式切换开关；所述模式切换开关用于切换自动模式和手动模式；所述指示灯面板用于指示各所述加热通道的工作状态。

更进一步地，所述防水机箱中还设置有主控板开关，所述主控板开关用于手动控制所述主控板的供电情况。

更进一步地，所述防水机箱中还设置有加热通道供电开关，所述加热通道供电开关用于手动控制各所述加热通道的供电情况。

更进一步地，所述防水机箱中还设置有总电源输入端子和加热通道供电输出端子，外部电源通过所述总电源输入端子输入所述控制器中，通过所述加热通道供电输出端子为各所述加热通道的所述加热器供电。

进一步地，其特征在于，所述加热器采用型号为HU60-A5T、HU90-A5T、 HU120-A5T和HU150-A5T的加热器中的一种。

进一步地，所述保温板采用绝热板材，所述绝热板材的双面设置复合加厚防腐铝箔。

进一步地，所述卫星天线融雪除冰系统中还设置有通信模块和智能终端，所述控制器通过所述通信模块与所述智能终端进行通信。

更进一步地，所述通信模块采用RS-485远程通信接口、无线通信模块采用 WiFi通信模块、蓝牙通信模块或3G/4G通信模块。

由于采用以上技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过在卫星天线反射面的背面设置保温板，保温板与卫星天线反射面的背面构成一密闭空间，在密闭空间中设置加热器，通过加热器加热卫星天线后方密闭空间的空气，使其达到一定温度后，天线主反射面铝板吸热、升温后天线表面积雪可快速融化。同时，天线反射面表面维持一定温度，防止再次产生积雪，确保不影响通信链路畅通，实现卫星天线自动融雪、除冰功能；本实用新型采用智能控制技术，系统一旦检测到降雨或降雪条件，系统自动运行，当降雨或降雪结束后自动停止。本实用新型具有控制简单、效率高、融雪效果好、造价低等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的一种卫星天线融雪除冰系统的电路结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的一种卫星天线融雪除冰系统的机械结构示意图。

图中：1-加热器；2-雨雪传感器；3-控制器；4-温度传感器；5-温度采集盒； 6-供电模块；7-保温板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型卫星通信天线融雪除冰系统基于空气热传导原理，通过加热天线后方密闭空间的空气，使其达到一定温度后，天线主反射面铝板吸热、升温后天线表面积雪可快速融化。同时，天线反射面表面维持一定温度，防止再次产生积雪，确保不影响通信链路畅通，实现卫星天线自动融雪、除冰功能。本实用新型安装和维护简单、方便，融雪效果好。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种卫星天线融雪除冰系统，其包括加热器1、雨雪传感器2、控制器3、温度传感器4、温度采集盒5和供电模块6。加热器1和雨雪传感器2均与控制器3连接，温度传感器4与温度采集盒5连接，温度采集盒5与控制器3连接，供电模块6为控制器3供电。

卫星天线反射面的背面设置有支撑梁，支撑梁上固定设置有T型龙骨，保温板7按照天线尺寸分块固定设置在T型龙骨上，各保温板7的接缝处进行防水密封处理。保温板7与卫星天线反射面的背面构成一密闭空间。在密闭空间中，沿卫星天线的圆周均匀设置有加热器1。每个加热器1所在的扇区为一个加热通道。

每个加热通道中设置一温度传感器4，温度传感器4用于实时检测每个加热通道的温度。雨雪传感器2设置在卫星天线的主反射面边缘，其用于检测降雪、降雨天气条件并将检测到的信号发送给控制器3。

控制器3是卫星天线融雪除冰系统的核心组成部件，其包括防水机箱以及设置在防水机箱中的主控板和指示灯面板。主控板上设置有MCU以及与MCU 连接的显示屏、复位按钮和模式切换开关。MCU采用ARM芯片，其实时采集、加工、处理各种传感器信号、运行安全控制逻辑，存储用户设置的参数并实时读取雨雪传感器2和温度传感器4的信号。防水机箱的防护等级达到IP55。模式切换开关用于切换自动模式和手动模式。指示灯面板用于指示各加热通道的工作状态。

进一步地，防水机箱中还设置有主控板开关，主控板开关用于手动控制主控板的供电情况。

防水机箱中还设置有加热通道供电开关，加热通道供电开关用于手动控制各加热通道的供电情况。

防水机箱中还设置有总电源输入端子和加热通道供电输出端子。外部电源通过总电源输入端子输入控制器3中，通过加热通道供电输出端子为各加热通道的加热器1供电。

防水机箱中还设置有控制信号输出端子，主控板输出的控制信号通过控制信号输出端子发送给各加热通道的加热器1。

加热器1用于实现电能与热能的转换，通过风机使空气循环加热、升温。符合标准工业级设计标准，防护等级IP55。加热器1内置多级过热保护装置和延时继电器，加热器1发生故障停机后，风扇延时关闭，防止加热器1内温度过高，有利于保护机体部件。具体地，加热器1可以采用型号为HU60-A5T、 HU90-A5T、HU120-A5T或HU150-A5T的加热器1。

温度传感器4采用数字式或模拟式传感器，其实时测量每个加热通道的温度。

温度采集盒5对多路加热通道的温度传感器4信号进行采集、处理后通过串口发送给控制器3。温度采集盒5支持多路数字或模拟温度信号的采集和处理。

保温板7采用绝热板材，其厚度为35mm，绝热板材的双面设置复合加厚防腐铝箔，防火等级达到B1级，导热系数为0.03w/km，且重量轻(密度为 28Kg/m³)、耐候性强，防水，使用温度为-40℃～70℃。

上述实施例中，本实用新型卫星天线融雪除冰系统还包括通信模块和智能终端，控制器3通过通信模块与智能终端进行通信。智能终端通过通信模块对控制器3进行远程控制。进一步地，通信模块采用有线通信模块或无线通信模块。具体地，有线通信模块采用RS-485远程通信接口。无线通信模块采用WiFi 通信模块、蓝牙通信模块或3G/4G通信模块等。

上述实施例中，本实用新型卫星天线融雪除冰系统还包括设置在卫星天线的馈源处的加热器1和温度传感器4。

上述实施例中，卫星天线的主反射面的温度设定范围为：17℃～35℃。加热通道的温度测量范围为：-45℃～70℃。环境温度的测量范围为：-45℃～60℃。

本实用新型卫星天线融雪除冰系统支持自动模式和手动模式，通过模式切换开关进行自动模式和手动模式的切换。

在自动模式下，雨雪传感器2实时检测卫星天线所在环境的降雪、降雨的天气条件，并将检测到的信号发送给控制器3。如果检测到降雪、降雨的天气条件，则控制器3依次控制打开每个加热器1进行循环加热。温度传感器4实时检测天线反射面不同加热通道的温度值，并将检测到的温度值发送给控制器 3。控制器3中预设各加热通道的温度阈值，如果检测到的温度值达到温度阈值，则控制器3控制关闭该加热通道的加热器1，否则，该加热通道的加热器1继续工作，直到该加热通道的温度值达到温度阈值。

如果上述检测到降雪、降雨的天气条件之后未检测到降雪、降雨的天气条件，则控制器3控制各加热通道的加热器1延时加热一定时间后停止加热。外部智能终端通过通信模块能够实时监测温度传感器4、温度采集盒5、控制器3、加热器1和雨雪传感器2的工作状况和告警信息。

在手动模式下，可以通过手动按下主控板开关，主控板开始工作。还可以手动选择按下某加热通道供电开关，使得某加热器1开始工作。

本实用新型卫星通信天线融雪除冰系统具有以下功能：

自动识别、检测雨、雪、寒冷天气等自然条件，并根据检测到的自然条件控制加热器启动或停止。

具有自动模式和手动模式。

支持本地控制模式和远程控制模式。

卫星天线分为多个加热通道，每个加热通道能够独立控制和运行，加热器的加热温度可调，其调节范围为10℃～40℃。加热器的噪音小于60dB。

各加热通道都具有过流、过载和过温三重防护。

对于故障告警和日志，控制器通过通信模块发送给智能终端，智能终端实时显示故障告警和日志。

显示屏能够实时显示时间和日期，便于操作、维护和管理。

具有标准RS-485远程通信接口，能够实现远程控制和运行状态监测。

本实用新型适用于大于6.5米口径的单向/双向和C、Ku波段的卫星天线。

本实用新型还提供了一种卫星天线融雪除冰方法，其包括以下步骤：

S1、设置一卫星天线融雪除冰系统，该系统加热器1、雨雪传感器2、控制器3、温度传感器4、温度采集盒5和供电模块6。加热器1和雨雪传感器2均与控制器3连接，温度传感器4与温度采集盒5连接，温度采集盒5与控制器3连接，供电模块6为控制器3供电。

S2、利用模式切换开关切换卫星天线融雪除冰系统的工作模式。

S3、当卫星天线融雪除冰系统处于自动模式时，雨雪传感器2实时检测卫星天线所在环境的降雪、降雨的天气条件，并将检测到的信号发送给控制器3；控制器3依次控制打开每个加热器1，各加热器1进行循环加热。

温度传感器4实时检测天线反射面不同加热通道的温度值，并将检测到的温度值发送给控制器3。控制器将接收到的某加热通道的温度值与预设的该加热通道的温度阈值进行比较，如果检测到的温度值达到温度阈值，则控制器3 控制关闭该加热通道的加热器1，否则，该加热通道的加热器1继续工作，直到该加热通道的温度值达到温度阈值。

如果之后雨雪传感器2未检测到降雪、降雨的天气条件，则控制器3控制各加热通道的加热器1继续加热一定时间后停止加热。

S4、当卫星天线融雪除冰系统处于手动模式时，手动按下主控板开关，主控板开始工作。手动选择按下某加热通道供电开关，使得该加热通道的加热器 1开始工作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种卫星天线融雪除冰系统，其特征在于，它包括加热器、雨雪传感器、控制器、温度传感器、温度采集盒和供电模块；

所述卫星天线反射面的背面设置有保温板，所述保温板与卫星天线反射面的背面构成一密闭空间；在所述密闭空间中，沿所述卫星天线的圆周均匀设置有所述加热器，每个所述加热器所在的扇区为一个加热通道；所述加热通道中设置有所述温度传感器，所述卫星天线的主反射面边缘设置有雨雪传感器；

所述加热器和雨雪传感器均与所述控制器连接，所述温度传感器与温度采集盒连接，所述温度采集盒与控制器连接，所述供电模块为控制器供电。

2.如权利要求1所述的一种卫星天线融雪除冰系统，其特征在于，所述控制器包括防水机箱以及设置在所述防水机箱中的主控板和指示灯面板；所述主控板上设置有MCU以及与所述MCU连接的显示屏、复位按钮和模式切换开关；所述模式切换开关用于切换自动模式和手动模式；所述指示灯面板用于指示各所述加热通道的工作状态。

3.如权利要求2所述的一种卫星天线融雪除冰系统，其特征在于，所述防水机箱中还设置有主控板开关，所述主控板开关用于手动控制所述主控板的供电情况。

4.如权利要求2所述的一种卫星天线融雪除冰系统，其特征在于，所述防水机箱中还设置有加热通道供电开关，所述加热通道供电开关用于手动控制各所述加热通道的供电情况。

5.如权利要求2所述的一种卫星天线融雪除冰系统，其特征在于，所述防水机箱中还设置有总电源输入端子和加热通道供电输出端子，外部电源通过所述总电源输入端子输入所述控制器中，通过所述加热通道供电输出端子为各所述加热通道的所述加热器供电。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种卫星天线融雪除冰系统，其特征在于，所述加热器采用型号为HU60-A5T、HU90-A5T、HU120-A5T和HU150-A5T的加热器中的一种。

7.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种卫星天线融雪除冰系统，其特征在于，所述保温板采用绝热板材，所述绝热板材的双面设置复合加厚防腐铝箔。

8.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种卫星天线融雪除冰系统，其特征在于，所述卫星天线融雪除冰系统中还设置有通信模块和智能终端，所述控制器通过所述通信模块与所述智能终端进行通信。

9.如权利要求8所述的一种卫星天线融雪除冰系统，其特征在于，所述通信模块采用RS-485远程通信接口、无线通信模块采用WiFi通信模块、蓝牙通信模块或3G/4G通信模块。