[发明专利]一种星载天线多层复合控温罩

说明书

一种星载天线多层复合控温罩，包括控温罩骨架、多层隔热组件(MLI)、纳米碳/聚酰亚胺复合膜以及天线馈电部件。控温罩骨架安装固定在天线馈电部件外围，多层隔热组件整体包覆在控温罩骨架外侧，纳米碳/聚酰亚胺复合膜固定在骨架内侧呈帐篷状。本发明利用一体化轻质复材骨架作为控温罩的支撑结构，复合控温罩外部利用多层隔热组件实现高温外热流的抑制，内部使用纳米碳/聚酰亚胺复合膜进行分区主动红外辐射加热，可用于星载天线馈电部件在空间复杂热环境下的温度控制，显著减小热变形对于馈电部件的性能影响。

技术领域

本发明涉及一种适应于星载天线馈电部件的多层复合控温罩，属于航天设备技术领域。

背景技术

航天器星载天线随着卫星通信和遥感探测空间分辨率的不断提高，其频率已经由传统的微波、毫米波向亚毫米波和太赫兹方向发展。高频段天线应用对反射器和馈源等馈电系统关键部件的型面精度和指向精度等提出了很高的要求。天线的馈电系统部件等长期暴露于舱外复杂的空间热环境中，由于周期性的进出地影区而经历交变的温度环境，引起较大的结构热变形，而这种结构热变形对于电性能的影响巨大。为了最大程度的抑制其热变形，对于天线馈电部件的工作温度范围和温度梯度提出了苛刻的要求。

以某亚毫米波探测系统为例，不同频段的天线通过空间布局形成完整的馈电系统。为了保证整个系统的工作稳定性，要求工作在极窄的温度范围内，并且对不同馈电部件之间的温度均匀性提出了严苛要求。传统的热控手段包括多层隔热组件包覆和薄膜加热片主动控温。但对于这种异形曲面天线馈电结构，贴体多层包覆需要反复取样分割成多块，薄膜加热片由于粘贴面积非常有限难以实施而且容易形成点热源，加热控温的均匀性效果大打折扣，难以满足复杂馈电系统的特殊热控要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种多层辐射控温罩，采用轻质骨架内侧固定纳米碳/聚酰亚胺复合膜，外侧整体包覆多层隔热组件的技术途径实现异形曲面天线馈电结构的均匀温控。

本发明采用的技术解决方案是：

一种星载天线多层复合控温罩，包括控温罩骨架、多层隔热组件、纳米碳/聚酰亚胺复合膜、天线馈电部件；

控温罩骨架安装固定在天线馈电部件外围，多层隔热组件整体包覆在控温罩骨架外侧，纳米碳/聚酰亚胺复合膜固定在骨架内侧呈帐篷状，且纳米碳/聚酰亚胺复合膜依据控温罩骨架结构进行分块。

进一步的，所述控温罩骨架包括多根圆管结构，采用一体化制作工艺制造而成，控温罩骨架的形状匹配天线馈电部件结构和布局包络。

进一步的，圆管结构壁厚为0.5mm，材料为T700碳纤维。

进一步的，所述多层隔热组件包括多层叠加的单元以及位于最外侧的外表面膜；每个单元均由一层间隔层和一层反射屏组成，同一个单元中，反射屏位于间隔层外侧。

进一步的，所述单元的数量不小于15，间隔层为经热定形处理的涤纶网，反射屏为双面镀铝聚酯膜，厚度为6μm。

进一步的，外表面膜为导电型聚酰亚胺镀铝二次表面镜或者黑色聚酰亚胺渗碳膜。

进一步的，所述纳米碳/聚酰亚胺复合膜为三明治结构，上下层为聚酰亚胺膜，中间层为纳米碳发热层，且该纳米碳发热层使用载流电极进行供电。

进一步的，所述纳米碳发热层，采用碳类纳米材料利用原位聚合的方法通过成膜工艺进行制作。

进一步的，上下层聚酰亚胺膜为25μm厚，中间层纳米碳发热层厚度为30μm。

本发明与现有技术相比的有益效果是：