[发明专利]倾斜圆轨道高功率星载平板SAR天线的热控装置及系统

说明书

本发明提供了一种倾斜圆轨道高功率星载平板SAR天线的热控装置及系统，涉及航天器热控制技术领域，包括：卫星本体、星载平板SAR天线和可展开式辐射器；星载平板SAR天线包括若干个天线子阵面板，有源安装板用于将天线子阵面板安装至卫星本体的舱板；可展开式辐射器包括辐射器板组件、流体回路管路和柔性关节；辐射器板组件安装在天线子阵面板上，辐射器板组件包括+Y侧辐射器板和‑Y侧辐射器板；柔性关节用于将各流体回路管路之间进行连接。本发明可以显著提升散热能力，从而满足星载平板SAR天线的散热需求。

技术领域

本发明涉及航天器热控制技术领域，尤其是涉及一种倾斜圆轨道高功率星载平板SAR天线的热控装置及系统。

背景技术

星载平板SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)天线是微波遥感卫星的重要载荷之一，作为一种主动式微波成像传感器，具备全天候、全天时成像能力。由于SAR天线在轨所处外部空间环境极其复杂，受真空、冷黑背景及空间外热流(太阳辐射、地球反照和地球红外)等多种因素影响，另外，SAR天线一般具有尺寸大、结构柔度大、热耗大及热流密度集中等特点，导致SAR天线对热的敏感度很高，热稳定性也较差，如果不采取有效的热控措施，会导致天线内部单机的性能恶化，如单机设备温度过高使工作可靠性降低，阵面温度梯度大导致天线指向精度变差等，从而影响天线系统的整体电性能。因此，天线热设计的目标主要有两方面，一方面，为保证SAR天线工作在良好的温度范围内，需要将SAR天线工作时的热耗及时排散，另一方面，为保持SAR天线良好电性能的能力，需将SAR天线整个阵面的温度一致性维持在一定的范围内，以减小热变形对天线指向精度的影响。

根据总体构型，结构布局等，传统SAR天线的散热面一般布置在天线的对地面(+Z面)或者对天面(-Z面)，根据天线热耗大小主要有两种热控方法：一是SAR天线工作时热耗小，依靠自身的散热能力即可解决，热控系统一般由热控涂层、多层隔热组件、相变热管、加热器等组成；二是SAR天线工作时热耗大，依靠自身的散热能力无法解决，需通过基于泵驱流体回路的可展开式辐射器，扩大散热面面积，提升散热能力。

但是，随着SAR天线技术的发展及高分辨率的需求，天线阵面热耗及热流密度迅速增大，由于SAR天线自身空间面积有限，散热能力基本确定，仅依靠自身散热能力，将无法满足高功率散热需求。另外，该星载平板SAR天线运行在倾斜圆轨道，不同于太阳同步轨道，该倾斜轨道β角(太阳光与轨道面夹角)变化范围很大，最大为-90°～+90°，导致空间环境变得更加复杂，如果将散热面布置在对天面，受太阳辐射、自身遮挡等因素影响，整个寿命周期内外热流波动大，不利于天线的温度稳定；如果将散热面布置在对地面，虽对地面外热流相对稳定，但对地面地球红外较大，散热效率较低，需要的散热面面积更大，导致系统重量增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种倾斜圆轨道高功率星载平板SAR天线的热控装置及系统，可以显著提升散热能力，从而满足星载平板SAR天线的散热需求。

第一方面，本发明实施例提供了一种倾斜圆轨道高功率星载平板SAR天线的热控装置，包括：卫星本体、星载平板SAR天线和可展开式辐射器；其中，

所述星载平板SAR天线包括若干个天线子阵面板，所述天线子阵面板设置有有源安装板，所述有源安装板用于将所述天线子阵面板安装至所述卫星本体的舱板，所述天线子阵面板位于所述卫星本体的+Z侧；

所述可展开式辐射器包括辐射器板组件、流体回路管路和柔性关节；其中，

所述辐射器板组件安装在所述天线子阵面板上，所述辐射器板组件包括+Y侧辐射器板和-Y侧辐射器板；

所述流体回路管路包括安装板流体回路管路、+Y侧流体回路管路和-Y侧流体回路管路，所述安装板流体回路管路预埋在所述有源安装板内部，所述+Y侧流体回路管路预埋在所述+Y侧辐射器板内部，所述-Y侧流体回路管路预埋在所述-Y侧辐射器板内部；