星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置及散熱方法與流程

本發明涉及合成孔徑雷達領域的天線散熱技術，尤其涉及一種星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置及散熱方法。

背景技術：

當星載合成孔徑雷達相控陣天線處于太空環境下時，由于空間沒有空氣，因而天線沒有空氣對流散熱，于是在無重力條件下，天線工作時，天線內發熱單元T/R產生的熱量通過熱管的高效傳導作用，可以均勻的把熱量分布到天線的安裝板范圍內，再通過天線表面的輻射把熱量輻射到太空中，最終實現天線的均勻散熱。

然而，在地面測試時，情況則截然不同，天線豎直擺放，安裝在天線內的熱管在重力場的作用下，導熱能力下降，天線發熱單元T/R產生的熱量不能通過熱管均勻的分布到天線的安裝板范圍內；由于地面有空氣，在沒有其他氣流影響時，會形成自然對流散熱，下面的冷空氣加熱后上升，越向上溫度越高，天線形成下冷上熱的梯度型溫度分布。由于發熱單元T/R內部的放大器放大功率與溫度有關，當天線形成梯度型溫度分布時，天線方向圖的中心指向就會產生偏差。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例期望提供一種星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置及散熱方法，能夠實現地面豎直測試時星載相控天線的均勻散熱，使得天線溫度均勻一致，從而有效完成測試。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供了一種星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置，所述散熱裝置包括多個風扇和一個以上支撐架，每個所述風扇具有多個風向檔位和多個風速檔位，每個所述支撐架包括一個以上風扇安裝座，所述多個風扇按預定方式分別安裝在每個所述風扇安裝座上。

上述方案中，所述風扇的數量為偶數或所述支撐架的數量為偶數。

上述方案中，每個所述風扇相互分離。

上述方案中，每個所述支撐架是無臂支撐架，所述風扇安裝座位于所述無臂支撐架上。

上述方案中，每個所述支撐架是有臂支撐架，所述有臂支撐架包括支撐主體部和臂部，所述支撐主體部與所述臂部一端固定連接，所述風扇安裝座位于所述支撐主體部和/或臂部上。

上述方案中，所述臂部可伸縮，每個所述支撐架還包括鎖定裝置或限位裝置，所述鎖定裝置或限位裝置用于限定所述臂部的位置狀態。

上述方案中，每個所述支撐架還包括用于加固所述支撐架的穩固部件和用于調節所述支撐架位置的調節部件。

上述方案中，所述穩固部件包括一個以上降低重心部件、一個以上支撐腳、一個以上加長穩定臂、一個以上配重支撐以及一個以上斜向支撐；所述調節部件包括帶鎖地輪。

本發明實施例還提供了一種星載相控陣天線地面豎直測試用散熱方法，所述方法包括：

按預定方式在一個以上支撐架上安裝多個風扇；

在星載相控陣天線周圍的預定位置處分別放置每個所述支撐架；

調節所述風扇的風向和風速和/或調節每個所述支撐架的位置并進行固定。

上述方案中，每個所述風扇是具有多個風向檔位和多個風速檔位的風扇，所述調節所述風扇的風向和風速以及每個所述支撐架的位置并進行固定包括：

根據所述星載相控陣天線的溫度的橫向梯度調節每個所述支撐架的位置；和/或根據所述星載相控陣天線的溫度的豎直梯度調節所述每個風扇的風向和風速。

從以上技術方案和實踐中可知，本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置及散熱方法，通過設置多個風扇和支撐架按預定方式分布的設計結構，能夠在星載相控陣天線進行地面豎直測試時，根據天線溫度的橫向梯度和/或豎直梯度調節相應支撐架的位置和/或調節相應風扇的風向和風速，使得天線溫度的橫向梯度和/或豎直梯度降低至要求水平，從而實現對星載相控陣天線均勻散熱，使得天線溫度均勻一致，最終保障星載相控陣天線地面豎直測試的有效進行。

附圖說明

圖1為本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置的無臂支撐架的結構示意圖；

圖2為本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置的有臂支撐架的結構示意圖；

圖3為本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置整體的使用狀態示意圖。

具體實施方式

本發明實施例中，星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置包括多個風扇和一個以上支撐架，每個所述支撐架包括一個以上風扇安裝座，所述多個風扇按預定方式分別安裝在每個所述風扇安裝座上。其中，風扇可以是具有多個風向檔位和多個風速檔位的風扇，預定方式可以是使多個風扇均勻分布的布局方式。通過使用該散熱裝置，能夠保障星載相控陣天線地面豎直測試時的均勻散熱。

下面結合附圖對本發明實施例作進一步說明。

圖1和圖2均為本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置的結構示意圖。

如圖1所示，本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置包括風扇1和支撐架2，其中支撐架2上設置有風扇安裝座21，風扇安裝座21用于將風扇1安裝到支撐架2上。

具體地，風扇1用于對星載相控陣天線執行地面豎直測試時進行散熱，根據實際情況的需求，風扇1的數量可以是多個，優選地風扇的數量可以為偶數個，這里，之所以風扇1的數量選擇為偶數，是為了使風扇能夠在相應區域均勻布局，從而保證均勻散熱。這里，風扇1可以是具有多個風向檔位和多個風速檔位的風扇，多個風向檔位和多個風速檔位的存在使得能夠根據需要對風扇進行調節。這里的風向檔位可以包括水平搖頭，通過該風向檔位也可以在豎直方向上進行變動以及在豎直位置進行變化，從而實現兩個方向的調節，例如可以采用家用璧扇的風向檔位設置方式，總之通過上述多個風向檔位和風速檔位的設置可以改變風扇的風速和指向。多個風扇是相互分離的，并且每個風扇都可以獨自調節，調節的方式可以選擇拉繩調節。

支撐架2用于支撐固定上述多個風扇1，如圖1所示，除了風扇安裝座21之外，支撐架2包括無臂支撐架和有臂支撐架兩種；其中，如圖1所示，無臂支撐架包括支撐主體部22；如圖2所示，有臂支撐架包括支撐主體部22和臂部23，支撐主體部22與臂部23固定連接，風扇安裝座21可以位于支撐主體部22上，也可以位于臂部23上，這樣，風扇1可以根據需要安裝在相應不同的位置。另外，臂部23還可以是可伸縮的，從而其長度可以根據測試的不同需要而進行變化，使用更加靈活方便，為了保證可伸縮臂部23進行伸縮變化之后狀態穩固，臂部23上還可以設置有鎖定裝置或限位裝置(圖中未示出)。這里，根據需要支撐架2的數量可以是一個或多個，支撐架2上的可伸縮臂部23也可以是一個或多個；風扇安裝座21的數量可以設置為多個，至少與風扇1的數量相等，具體可以根據風扇的數量來定。

此外，本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置中，一個或多個支撐架2還可以包括穩固部件和調節部件。其中，穩固部件可以用于加固支撐架2，調節部件可以用于調節支撐架2的位置。如圖2和圖3所示，穩固部件包括降低重心部件24、支撐腳25、加長穩定臂26、配重支撐27以及斜向支撐28。其中，降低重心部件24可以是厚鋼板，可以選擇設置在支撐架2的較低部位，以降低支撐架2的重心，使整個結構更穩定；支撐腳25用于將支撐架2調整到期望位置后支撐在地面上；加長穩定臂26可以設置在支撐架的下端且降低重心部件24的上部，加長穩定臂26與配重支撐27相互連接，起到進一步穩定支撐架2的作用；斜向支撐28在支撐架2的外圍進行斜向設置，具體位置可以根據實際需要進行確定，例如，斜向支撐28可以設置在支撐主體部22與降低重心部件24之間，還可以設置在臂部與降低重心部件24之間，無論選擇哪種位置進行設置，最終的目的都是在支撐架2的外圍起到加固作用。另外，上述調節部件包括帶鎖地輪29，該帶鎖地輪29可以推行。另外，支撐架2上還可以安裝配電板，用于給風扇1提供電力。

值得注意的是，上面已經提到，為了使該散熱裝置起到均勻散熱的作用，風扇1的數量設置為多個，優選地風扇1的數量可以為偶數個；而對于支撐架的數量以及支撐架上臂部的數量也是根據使風扇1均勻分布的原則進行相應設置，同樣優選地支撐架的數量也可以為偶數個，例如，如果有4個分別具有單個臂部的支撐架2，支撐架2上可以分別設置3、4或5個風扇1，而對于多個風扇1在支撐架2上的位置設置也可以遵循均勻分布的原則，然后再根據星載相控陣天線地面豎直測試時的實際情況進行相應調整。

如圖3所示，本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置的具體使用過程如下：首先星載相控陣天線裝配到位，同時開始調試散熱裝置，首先把散熱裝置安裝到位，初步定向，使散熱裝置的風扇1對準天線背面，每個風扇1對準一個區域，并且各個風扇1的檔位調節成一致(最好開始用低檔)，散熱裝置開始工作。天線開機，開始進行測試，天線和散熱裝置工作一到兩個小時到達熱平衡，根據傳感器測得的天線的溫度顯示情況調節散熱裝置，按對應區域與周圍的溫差分別調整風扇的風向檔位和風速檔位，使得達到平均溫差小于1℃，考慮到測溫誤差，個別極值溫差小于2℃。

具體地，如果天線溫度顯示有橫向梯度，調節支撐架2的位置，使得天線溫度的橫向梯度滿足要求，此時支撐架2的位置調節完畢，將其固定；如果發現有豎直梯度，則在相應平行位置增加或減少風扇1檔位；如果局部溫度超出平均溫度1℃，則風扇1的風速檔位增加或減少1檔，或改變風扇1的風向，最終使得天線溫度的豎直梯度滿足要求。

另外，本發明還提供了一種星載相控陣天線地面豎直測試用散熱方法，本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱方法包括以下步驟：

按預定方式在一個或多個支撐架上安裝兩個或其他偶數個風扇；

在星載相控陣天線周圍的預定位置處分別放置所述一個或多個支撐架；

調節所述風扇的溫度和風向和/或調節所述一個或多個支撐架的位置并進行固定。

具體地，風扇可以是具有多個風向檔位和多個風速檔位的風扇，這里的風向檔位可以包括水平搖頭，通過該風向檔位也可以在豎直方向上進行變動以及在豎直位置進行變化，從而實現兩個方向的調節，例如可以采用家用璧扇的風向檔位設置方式，總之通過上述多個風向檔位和風速檔位的設置可以改變風扇的風速和指向；上述調節步驟可以包括以下方式：根據所述星載相控陣天線的溫度的橫向梯度調節每個所述支撐架的位置；和/或根據所述星載相控陣天線的溫度的豎直梯度調節所述每個風扇的風向和風速。

這里，上述預定方式和預定位置是根據使風扇均勻分布的原則進行相應設置，例如，如果有4個分別具有單個臂部的支撐架2，支撐架2上可以分別設置3、4或5個風扇1，然后再根據星載相控陣天線地面豎直測試時天線的溫度梯度對風扇進行方位和風向風速的調整。

實例

某型號衛星天線3全部工作需要散熱約3000W，熱量均勻分布在天線3陣面上。為了達到天線3溫度均勻一致的目的，用4組安裝在支撐架2上的風扇1直接吹天線3背面散熱。4個支撐架2相互獨立，可以隨意調節位置和角度。為了躲避支撐天線3的氣浮平臺和天線翻轉車5，支撐架2必須離天線大于1.2米以上。支撐架2上的風扇1必須有可以調節指向和風速的多個檔位。為了每個風扇1能獨自調節，必須用拉繩調節風扇1的檔位和風向(不能選遙控調節的風扇，因為同樣的風扇，同樣的遙控器易造成混亂)。

4個支撐架2分為無臂支撐架2(見圖1)和有臂支撐架2(見圖2)，在無臂支撐架2上直接安裝風扇1，有臂支撐架2上有臂部23，風扇1安裝在臂部23上。無臂支撐架2高4.4米，材料用方鋁管50×50mm厚2或3mm的型材焊接而成；整體分兩節加工，可以減小變形，也便于選材和運輸。支撐架2尺寸為2.2×0.6×0.6米，支撐架2的上、下部分用螺釘固定，支撐架2外側用斜向支撐28加強。支撐架2下部安裝降低重心部件24，降低重心部件24采用12mm厚鋼板，并且支撐架下方設有4個帶鎖地輪29，可以推行，后側加寬到1.2米，裝兩個地面支撐腳25，前面中間安裝一個地面支撐腳25，支撐架2調整到期望位置后，地腳可以支撐在地面上，支撐架2后側設有兩個加長穩定臂26和配重支撐27，進一步減低重心，并使重心后移，可以更加穩定安全。每個支撐架2上在天線對應高度，按大小可均布4～5個風扇1。對于有臂支撐架2，在上述無臂支撐架2的基礎上增加1.58米臂部23，使風扇盡量靠近天線，并避開艙體4(圖3中僅顯示了局部)。為使臂部23穩定，左右增加斜向支撐28。每個支撐架2上在天線對應高度，按大小可均布4～5個風扇1。

支撐架2上安裝配電板，給風扇1加電。配電板線長不小于6米，接插孔位不少于5個。

散熱裝置具體的操作和調節過程如下：

A)天線3裝配到位，同時開始對散熱裝置進行調試，首先把散熱裝置安裝到位，初步定向，使風扇1正向對準天線3背面，每個風扇1對準一個區域，風扇1的檔位調節成一致(最好開始用低檔)，散熱裝置開始工作。無臂風扇架2、有臂風扇架2與天線3的位置可以調節，如圖3所示，無臂風扇架2位置在天線3的外側，風扇1的中心面對天線3的外側，有臂支撐架2在天線3的后部，臂部23躲過天線3后的艙體4，對準天線3的中心部位吹風。

B)天線3開機，開始進行測試；天線3和散熱裝置工作一到兩個小時到達熱平衡，根據傳感器測得的天線3的溫度顯示情況調節散熱裝置，按對應區域與周圍的溫差分別調整風扇的風向檔位和風速檔位，使得達到平均溫差小于1℃，考慮到測溫誤差，個別極值溫差小于2℃。具體地，如果天線3溫度顯示有橫向梯度，調節支撐架2的位置，使得天線3溫度的橫向梯度滿足要求，此時支撐架2的位置調節完畢，將其固定；如果發現有豎直梯度，則在平行位置增加風扇1檔位；如果局部溫度超出平均溫度1℃，則風扇1的風速檔位增加或減少1檔，或改變風扇1的風向，最終使得天線3溫度的豎直梯度滿足要求。

從以上技術方案實施例和實踐中可知，本發明實施例星載相控陣天線地面豎直測試用散熱裝置及散熱方法，通過設置多個風扇和支撐架按預定方式分布的設計結構，能夠在星載相控陣天線進行地面豎直測試時，根據天線溫度的橫向梯度和/或豎直梯度調節相應支撐架的位置和/或調節相應風扇的風向和風速，使得天線溫度的橫向梯度和/或豎直梯度降低至要求水平，從而實現對星載相控陣天線均勻散熱，使得天線溫度均勻一致，最終保障星載相控陣天線地面豎直測試的有效進行。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。