一种适用于星外天线矩形波导的热防护方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种适用于星外天线矩形波导的热防护装置，包括多层隔热组件、波导散热翼片、热控涂层、加热器元件及热敏电阻，所述多层隔热组件包覆在波导四周，其在波导边缘处留下可供波导散热翼片伸出的开口；所述散热翼片和波导为一体化结构，所述波导散热翼片两面均粘贴有热控涂层，所述加热器元件安装在波导外表面，用于提供低温存储时的热补偿；所述热敏电阻粘贴在波导外表面，用以测量波导温度，控制加热器组件是否提供热补偿。本发明专利技术能够极大程度上减小空间外热流对星外波导的影响，减小星外波导的温度梯度和波动，增加波导工作时的热环境稳定性；本发明专利技术热设计方法合理可行，消耗星上电资源少，工艺实现简单，可靠性好、适应性强。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于星外天线矩形波导的热防护方法和装置
本专利技术为航天航空的
，尤其适用于星外天线矩形波导的热防护方法和装置。
技术介绍
目前，航天器的通信、遥感或者中继都利用电磁波进行数据传输工作，而电磁波的反射和接受都需要天线来完成。天线中传输电磁波的通道是波导，矩形波导是最常见的一种，良好的发射和接受电磁波的环境可以使能量转化达到最佳。星外波导在传输电磁波过程中存在损耗，这部分损耗会形成热耗，造成温度上升。随着技术的进步，波导输入的功率越来越大，损耗所形成的热耗也越大，此外由于波导在星外，受空间外热流影响较大，同一时刻不同部位的的受照差异也会引起波导温度波动，过高的温度会使得波导的机械性能大大降低，或使其内部电子设备环境温度超标，从而导致航天器数据传输收到影响。传统的设计将星外波导喷涂白漆外加补偿加热，这种设计状态会使波导的温度偏低，从而需要大量的电功率资源用于加热补偿。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决星外矩形波导的热控需求的问题，提出了一种适用于星外天线矩形波导的热防护方法和装置，尤其适应复杂外热流下星外矩形波导的热控设计。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种适用于星外天线矩形波导的热防护装置，包括多层隔热组件、波导散热翼片、热控涂层、加热器元件及热敏电阻，所述多层隔热组件包覆在波导四周，其在波导边缘处留下可供波导散热翼片伸出的开口，多层隔热组件应尽量贴合包覆面；所述散热翼片和波导为一体化结构，散热翼片应保证一定的厚度和平面度要求，波导内外面表面状态为铝合金导电氧化；所述加热器元件安装在波导外表面，用于提供低温存储时的热补偿；所述热敏电阻粘贴在波导外表面，用以测量波导温度，控制加热器组件是否提供热补偿。进一步地，所述的多层隔热组件由N单元的多层隔热单元组成，每个单元的多层隔热单元均由一层双面镀铝聚酯薄膜和一层锦纶网布间隔相连构成。所述热控涂层粘贴在波导散热翼片外部两面。进一步地，所述热控涂层种类可根据航天器运行的轨道(低轨道、中轨道、高轨道等)的空间环境选取。优选地，所述热控涂层为玻璃型二次表面镜(OSR)。进一步地，所述加热器元件的安装位置靠近波导散热翼片值得注意的是，所述加热器元件安装时机应在多层隔热组件实施之前。本专利技术提供了一种适用于星外天线矩形波导的热防护方法，该方法为通过上述的热防护装置将星外矩形波导的温度控制在合理范围内。本专利技术根据星外天线波导组件受外部复杂热流的影响，采用了整体包覆多层隔热组件的方式隔绝空间外热流的影响；同时采用在波导表面伸出翼片的方式提供冷空间的辐射散热通道，并通过波导表面的电加热器补偿元件提供低温补偿措施，从而到达波导组件在轨工作的温度要求。与现有技术相比，本专利技术具有下述有益效果：能够极大程度上减小空间外热流对星外波导的影响，减小星外波导的温度梯度和波动，增加波导工作时的热环境稳定性；本专利技术热设计方法合理可行，消耗星上电资源少，工艺实现简单，可靠性好、适应性强。附图说明图1为本专利技术一个具体实施例的结构示意图。图2为图1的俯视图。图3为某GEO卫星数传天线星外矩形波导组件在轨温度。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。如图1-图2所示，本专利技术实施例提供了一种适用于星外天线矩形波导的热防护装置，包括多层隔热组件1、波导散热翼片2、热控涂层、加热器元件3及热敏电阻4，所述多层隔热组件包覆在波导四周，在波导边缘处留下可供波导散热翼片伸出的开口，多层隔热组件应尽量贴合所包覆波导面设置；所述散热翼片和波导为一体化结构，散热翼片应保证一定的厚度和平面度要求，波导内外面表面状态为铝合金导电氧化；所述热控涂层粘贴在波导散热翼片外部两面，粘贴详细过程和要求依据空间热控涂层的相关规范实施；所述加热器元件安装在波导外表面，安装位置应靠近波导散热翼片；所述热敏电阻粘贴在波导外表面，对应波导测点，所述热敏电阻类型为MF501型。所述多层隔热组件由20层隔热单元组成，每个隔热单元由一层6μm双面镀铝聚酯薄膜和一层20d锦纶网巾相间隔组成。本实施例中，散热翼片加工时与波导一起成型，散热翼片厚度为1mm；平面度要求为优于0.1mm。本实施例中，热控涂层选用厚度为0.15mm的OSR片，具体尺寸根据翼片大小裁剪。本实施例中，所述加热器采用聚酰亚胺康铜箔电加热片，粘贴在翼片伸出位置的10mm处的波导外侧面，用于低温热补偿。按以上热设计思路及方法，对某GEO卫星的数传天线的波导进行了分析计算，模型进行了必要的简化和假设，卫星其他参数(轨道、姿态、涂层及材料物理属性)按卫星总体技术要求设定。图3是某GEO卫星数传天线在轨运行波导数据，从图中可知，采用本专利技术所述的热控装置及方法，数传天线星外矩形波导工作稳定，在轨温度水平合理，同时验证了本专利技术所述的热控装置和方法的有效性。本具体实施通过多层隔热组件将波导全包覆，同时为了防止温度过高，在波导处外延出散热通道，并在周围提供温度补偿以防止波导的温度过低。这种设计方法既满足了星外波导在轨温度的控制要求，为电磁波的传输通道提供一个良好的热环境，又减少了航天器的电资源的消耗。本专利技术通过多层隔热组件整体包覆结合一体化波导散热翼片散热以及加热补偿的方式，达到了对波导在星外复杂热环境下的热防护作用，同时比传统的方法更节约能源。虽然本专利技术披露如上，但本专利技术并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本专利技术的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于星外天线矩形波导的热防护装置，其特征在于,包括多层隔热组件、波导散热翼片、热控涂层、加热器元件及热敏电阻，所述多层隔热组件包覆在波导四周，其在波导边缘处留下可供波导散热翼片伸出的开口；所述散热翼片和波导为一体化结构，所述波导散热翼片两面均粘贴有热控涂层，所述加热器元件安装在波导外表面，用于提供低温存储时的热补偿；所述热敏电阻粘贴在波导外表面，用以测量波导温度，控制加热器组件是否提供热补偿。

【技术特征摘要】
1.一种适用于星外天线矩形波导的热防护装置，其特征在于,包括多层隔热组件、波导散热翼片、热控涂层、加热器元件及热敏电阻，所述多层隔热组件包覆在波导四周，其在波导边缘处留下可供波导散热翼片伸出的开口；所述散热翼片和波导为一体化结构，所述波导散热翼片两面均粘贴有热控涂层，所述加热器元件安装在波导外表面，用于提供低温存储时的热补偿；所述热敏电阻粘贴在波导外表面，用以测量波导温度，控制加热器组件是否提供热补偿。2.如权利要求1所述的一种适用于星外天线矩形波导的热防护装置，其特征在于,所述的多层隔热组件由N单元的多层隔热单元组成，每个单元的多层隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：程梅苏，杨剑，刘炜葳，陈彬彬，康奥峰，胡炳亭，王彦，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31