【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于星载相控阵天线的热控领域，涉及一种星载展开式相控阵天线热控系统。
技术介绍
1、随着航天器应用需求的不断提升，星载相控阵天线的应用形式也发生新的变化，从传统的固定安装在卫星舱体上，逐渐演变出展开式相控阵天线。展开式相控阵天线的主要特点是发射时收拢在星体表面，入轨后展出星体一定的距离，以避开星体对天线视场的遮挡，但这对天线的热控带来了较大挑战。由于相控阵天线热流密度较大，且需要长期在轨工作，天线本体表面积无法满足散热需求；另外，天线展开后距离星体较远，也无法利用星体表面的散热面。因此需要为展开式相控阵天线设计一种热控系统，既能满足相控阵天线的在轨热控需求，又要适应天线可展开的结构形式。
2、中国专利cn201811532714.1名称为一种与卫星平台结构热控一体化的星载相控阵雷达载荷，公开了一种星载相控阵天线的热控装置，该装置位于卫星舱板内部，利用卫星平台散热面进行散热。该专利所公开的热控装置在传热距离较远的情况下无法使用，无法解决可展开式相控阵天线的热控问题。中国专利cn202210310685.4名称为一种适用于高轨道航天器的双流体回路热控系统，公开了一种航天器换热回路热控系统，该系统利用泵阀组件驱动换热工质流动，重量较重、体积较大，且需要为泵阀提供电源及控制回路，应用于展开式相控阵天线时的抗力学设计较大、且展开阻力矩大。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种星载展开式相控阵天线热控系统，为展开式星载相控阵天线提供了
2、本专利技术解决技术的方案是：
3、一种星载展开式相控阵天线热控系统，包括相控阵天线本体、相控阵天线热控系统、展开与锁紧装置和卫星舱板；其中，卫星舱板水平放置，且卫星舱板的外侧壁向上；展开与锁紧装置设置在卫星舱板的外侧壁上；展开与锁紧装置为折叠结构；展开与锁紧装置的根部与卫星舱板连接；相控阵天线本体安装在展开与锁紧装置的头端；相控阵天线热控系统设置在展开与锁紧装置的侧壁上。
4、在上述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，所述展开与锁紧装置包括展开臂、辐射器支架和锁紧装置；其中，展开臂为2杆折叠结构；展开臂包括底杆和顶杆；底杆的底端与卫星舱板旋转连接；顶杆的底端与底杆的顶端旋转连接；相控阵天线本体安装在顶杆的顶端；辐射器支架安装在顶杆的侧壁；相控阵天线热控系统通过辐射器支架与顶杆连接；锁紧装置设置在卫星舱板的外侧壁表面。
5、在上述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，所述底杆和顶杆旋转折叠后实现展开臂贴放在卫星舱板的外侧壁表面，并通过锁紧装置实现锁紧限位。
6、在上述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，所述相控阵天线本体包括t/r组件、波控及网络组件、电源组件和天线阵面；电源组件、波控及网络组件、t/r组件和天线阵面从上至下依次水平叠放；波控及网络组件的侧壁与展开臂的顶端固连。
7、在上述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，所述相控阵天线热控系统包括热辐射器、环路热管蒸发器、环路热管管路、散热系统和加热系统；其中，热辐射器为板状结构；热辐射器为板状结构通过辐射器支架安装在展开臂中顶杆的侧壁；环路热管蒸发器安装在展开臂中顶杆头端侧壁处；环路热管管路贴附在热辐射器的侧壁，且环路热管管路在热辐射器蛇形排布；散热系统设置在t/r组件和电源组件上；加热系统设置在t/r组件、电源组件、环路热管蒸发器、热辐射器上。
8、在上述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，所述散热系统包括第一分散式冷板和第二分散式冷板；其中，第一分散式冷板安装在t/r组件上；第二分散式冷板安装在电源组件的侧壁。
9、在上述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，第一分散式冷板和第二分散式冷板的输入端均与环路热管蒸发器连通，第一分散式冷板和第二分散式冷板的输出端与环路热管管路连通；实现通过环路热管蒸发器驱动介质，将t/r组件和电源组件热量通过环路热管管路传递到热辐射器，进行散热。
10、在上述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，所述t/r组件包括n组t/r模块；每组t/r模块包括m个面对面相邻放置的t/r模块；每组相邻两个t/r模块之间安装1个第一分散式冷板。
11、在上述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，所述加热系统包括第一控温回路、第二控温回路、第三控温回路和第四控温回路；第一控温回路对称安装在每组t/r模块的两侧壁；第二控温回路安装在电源组件的侧壁；第三控温回路设置在环路热管蒸发器的侧壁；第四控温回路安装在热辐射器的侧壁；通过第一控温回路、第二控温回路、第三控温回路和第四控温回路实现对t/r组件、电源组件、环路热管蒸发器、热辐射器上的加热控制。
12、在上述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，t/r组件与波控及网络组件之间涂覆导热填料；波控及网络组件与电源组件之间涂覆导热填料。
13、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
14、(1)本专利技术为展开式星载相控阵天线提供了一种可行的热控方案，保证了大功率展开式相控阵天线的在轨工作温度处于合理区间。热控装置随天线一同展开，无需占用卫星散热面，传热距离近；
15、(2)本专利技术的热辐射器安装于展开臂上，锁紧时充分利用了卫星整流罩内的空间，解决了发射时天线包络尺寸过大的问题，且结构简单，可靠性高；
16、(3)本专利技术利用环路热管及分散式冷板方案，减小了天线与热辐射器之间的传热热阻，所需的热辐射器面积更小，从而减轻热控装置的重量。同时，可通过控制环路热管通断减少天线低温工况时的补偿功率；
17、(4)本专利技术通过光滑内壁传输管路连接天线本体与热辐射器，提高了传热管路的抗力学性能，降低了天线整机抗力学设计的难度。
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1.一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：包括相控阵天线本体(100)、相控阵天线热控系统(200)、展开与锁紧装置(300)和卫星舱板(400)；其中，卫星舱板(400)水平放置，且卫星舱板(400)的外侧壁向上；展开与锁紧装置(300)设置在卫星舱板(400)的外侧壁上；展开与锁紧装置(300)为折叠结构；展开与锁紧装置(300)的根部与卫星舱板(400)连接；相控阵天线本体(100)安装在展开与锁紧装置(300)的头端；相控阵天线热控系统(200)设置在展开与锁紧装置(300)的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述展开与锁紧装置(300)包括展开臂(301)、辐射器支架(302)和锁紧装置(303)；其中，展开臂(301)为2杆折叠结构；展开臂(301)包括底杆和顶杆；底杆的底端与卫星舱板(400)旋转连接；顶杆的底端与底杆的顶端旋转连接；相控阵天线本体(100)安装在顶杆的顶端；辐射器支架(302)安装在顶杆的侧壁；相控阵天线热控系统(200)通过辐射器支架(302)与顶杆连接；锁紧装置(303)设置在卫
3.根据权利要求2所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述底杆和顶杆旋转折叠后实现展开臂(301)贴放在卫星舱板(400)的外侧壁表面，并通过锁紧装置(303)实现锁紧限位。
4.根据权利要求2所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述相控阵天线本体(100)包括T/R组件(101)、波控及网络组件(102)、电源组件(103)和天线阵面(104)；电源组件(103)、波控及网络组件(102)、T/R组件(101)和天线阵面(104)从上至下依次水平叠放；波控及网络组件(102)的侧壁与展开臂(301)的顶端固连。
5.根据权利要求4所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述相控阵天线热控系统(200)包括热辐射器(201)、环路热管蒸发器(202)、环路热管管路(203)、散热系统和加热系统；其中，热辐射器(201)为板状结构；热辐射器(201)为板状结构通过辐射器支架(302)安装在展开臂(301)中顶杆的侧壁；环路热管蒸发器(202)安装在展开臂(301)中顶杆头端侧壁处；环路热管管路(203)贴附在热辐射器(201)的侧壁，且环路热管管路(203)在热辐射器(201)蛇形排布；散热系统设置在T/R组件(101)和电源组件(103)上；加热系统设置在T/R组件(101)、电源组件(103)、环路热管蒸发器(202)、热辐射器(201)上。
6.根据权利要求5所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述散热系统包括第一分散式冷板(2041)和第二分散式冷板(2042)；其中，第一分散式冷板(2041)安装在T/R组件(101)上；第二分散式冷板(2042)安装在电源组件(103)的侧壁。
7.根据权利要求6所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：第一分散式冷板(2041)和第二分散式冷板(2042)的输入端均与环路热管蒸发器(202)连通，第一分散式冷板(2041)和第二分散式冷板(2042)的输出端与环路热管管路(203)连通；实现通过环路热管蒸发器(202)驱动介质，将T/R组件(101)和电源组件(103)热量通过环路热管管路(203)传递到热辐射器(201)，进行散热。
8.根据权利要求6所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述T/R组件(101)包括n组T/R模块(1011)；每组T/R模块(1011)包括m个面对面相邻放置的T/R模块(1011)；每组相邻两个T/R模块(1011)之间安装1个第一分散式冷板(2041)。
9.根据权利要求8所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述加热系统包括第一控温回路(2051)、第二控温回路(2052)、第三控温回路(2053)和第四控温回路(2054)；第一控温回路(2051)对称安装在每组T/R模块(1011)的两侧壁；第二控温回路(2052)安装在电源组件(103)的侧壁；第三控温回路(2053)设置在环路热管蒸发器(202)的侧壁；第四控温回路(2054)安装在热辐射器(201)的侧壁；通过第一控温回路(2051)、第二控温回路(2052)、第三控温回路(2053)和第四控温回路(2054)实现对T/R组件(101)、电源组件(103)、环路热管蒸发器(202)、热辐射器(201)上的加热控制。
10.根据权利要求4所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征...
【技术特征摘要】
1.一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：包括相控阵天线本体(100)、相控阵天线热控系统(200)、展开与锁紧装置(300)和卫星舱板(400)；其中，卫星舱板(400)水平放置，且卫星舱板(400)的外侧壁向上；展开与锁紧装置(300)设置在卫星舱板(400)的外侧壁上；展开与锁紧装置(300)为折叠结构；展开与锁紧装置(300)的根部与卫星舱板(400)连接；相控阵天线本体(100)安装在展开与锁紧装置(300)的头端；相控阵天线热控系统(200)设置在展开与锁紧装置(300)的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述展开与锁紧装置(300)包括展开臂(301)、辐射器支架(302)和锁紧装置(303)；其中，展开臂(301)为2杆折叠结构；展开臂(301)包括底杆和顶杆；底杆的底端与卫星舱板(400)旋转连接；顶杆的底端与底杆的顶端旋转连接；相控阵天线本体(100)安装在顶杆的顶端；辐射器支架(302)安装在顶杆的侧壁；相控阵天线热控系统(200)通过辐射器支架(302)与顶杆连接；锁紧装置(303)设置在卫星舱板(400)的外侧壁表面。
3.根据权利要求2所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述底杆和顶杆旋转折叠后实现展开臂(301)贴放在卫星舱板(400)的外侧壁表面，并通过锁紧装置(303)实现锁紧限位。
4.根据权利要求2所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述相控阵天线本体(100)包括t/r组件(101)、波控及网络组件(102)、电源组件(103)和天线阵面(104)；电源组件(103)、波控及网络组件(102)、t/r组件(101)和天线阵面(104)从上至下依次水平叠放；波控及网络组件(102)的侧壁与展开臂(301)的顶端固连。
5.根据权利要求4所述的一种星载展开式相控阵天线热控系统，其特征在于：所述相控阵天线热控系统(200)包括热辐射器(201)、环路热管蒸发器(202)、环路热管管路(203)、散热系统和加热系统；其中，热辐射器(201)为板状结构；热辐射器(201)为板状结构通过辐射器支架(302)安装在展开臂(301)中顶杆的侧壁；环路热管蒸发器(202)安装在展开臂(301)中顶杆头端侧壁处；环路热管管路(203)贴附在热辐射器(201)的侧壁，且环路热管管...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏建生，孟通，徐杨，张筱筱，虞泽亮，王耀霆，张建波，张小波，杨慧杰，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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