一种用于天线低温性能的测试装置的制作方法

1.本发明属于天线技术领域，具体涉及一种用于天线低温性能的测试装置。


背景技术：

2.现有的临近空间或高空飞行器在其头部控制舱不同位置处安装有多个天线，天线从控制舱内部安装(天线插装在控制舱舱壁上)，其表面的天线罩暴露在外部环境中且与控制舱相应位置表面共形。由于其飞行高度较高，外部环境温度非常低(-88℃)，而内部环境(控制舱内)相对较高，外部低温及内外对应的温度差直接影响到天线的性能。
3.相关技术中，天线低温试验是将其放入低温箱内，同时将天线非暴露表面用石棉等保温材料进行包裹保护。然而，保温材料包裹操作复杂，且温度误差大，无法精准模拟出控制舱的内部环境，导致天线性能测试的可靠性较低。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于天线低温性能的测试装置，其目的在于可以便捷且精准模拟出天线处于的高空低温环境和控制舱的内部环境，从而测试天线在外部低温及内外温度差下的性能。
5.本发明提供了一种用于天线低温性能的测试装置，所述测试装置包括低温箱、保温箱和温控组件；
6.所述保温箱用于放置在所述低温箱内，所述保温箱包括箱体和用于模拟控制舱舱壁的箱盖，所述箱盖可拆卸地布置在所述箱体的开口上，且所述箱体和所述箱盖形成容置空间，所述箱盖上具有至少一个天线安装孔；
7.所述温控组件包括隔板、吹风机、抽风机和发热电阻，所述隔板插装在所述容置空间中，以将所述容置空间划分为第一腔室和第二腔室，所述吹风机和所述抽风机分别插装在所述隔板的两端部上，以进行所述第一腔室内气体和所述第二腔室内气体的交换，且所述吹风机和所述抽风机的出口朝向相反，所述发热电阻位于所述容置空间内。
8.可选地，所述测试装置还包括调温组件，所述调温组件包括控制器和温度传感器，所述温度传感器位于所述容置空间内，且所述控制器分别与所述温度传感器和所述发热电阻电连接，以精准调控所述容置空间内的温度。
9.可选地，所述隔板的两端部分别插装有风机安装座，各所述风机安装座中具有通孔，所述吹风机和所述抽风机分别插装在相对应的通孔中。
10.可选地，所述吹风机和所述抽风机的出风口与所述隔板均形成夹角，且所述夹角为30-60
°
。
11.可选地，所述箱体包括壳体和隔热夹层，所述壳体与所述箱盖可拆卸连接，所述壳体内具有空腔，所述空腔中插装有隔热夹层，以对所述壳体隔热保温。
12.可选地，所述壳体包括外壳、内壳和环形盖，所述外壳和所述内壳均为u形结构，所述内壳位于所述外壳内且间隔布置，所述环形盖插装在所述外壳和所述内壳的间隔空间，
以形成所述空腔。
13.可选地，所述壳体朝向所述箱盖的端面具有隔温o型圈和电磁屏蔽o型圈，所述电磁屏蔽o型圈位于所述隔温o型圈的内侧，且所述隔温o型圈和所述电磁屏蔽o型圈均夹装在所述壳体和所述箱盖之间。
14.可选地，所述隔板上的两板面均具有两个间隔布置的挡板，所述吹风机和所述抽风机均位于两个相对的所述挡板之间，且在所述吹风机或者所述抽风机的出口方向上，两个相对的所述挡板之间的间距逐渐减小。
15.可选地，所述箱盖上插装有连接器，所述连接器上设置有用于连通所述连接器和天线的电缆，且所述电缆位于所述容置空间中。
16.可选地，所述容置空间内具有散热器，所述散热器与所述发热电阻相对布置。
17.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果如下：
18.对于本发明实施例提供的一种用于天线低温性能的测试装置，在对天线进行性能测试前，首先，将天线插装在与用于模拟控制舱舱壁的箱盖(箱盖与控制舱舱壁形状及表面一致)上的天线安装孔内。然后，将箱盖盖设在箱体上，形成可以密封保温的保温箱，且保温箱内形成的容置空间，此时，天线的外露端朝外布置，天线的内露段朝向容置空间。接着，将保温箱置于低温箱中，低温箱此时起到精准模拟出高空低温环境的作用。另外，吹风机、抽风机和发热电阻均启动，发热电阻对第一腔室或者第二腔室内的气体进行加热，使得容置空间模拟形成控制舱内部温度环境。并且，吹风机和抽风机将第一腔室和第二腔室的空气吸入吹出，形成环形通道，保证容置空间内的各处的温度性一致，精度及效率高，从而便捷且精准模拟出控制舱的内部环境。最后，对天线提供电信号，从而测试天线在外部低温及内外温度差下的性能。
19.也就是说，本发明实施例提供的一种用于天线低温性能的测试装置，可以便捷且精准模拟出天线处于的高空低温环境和控制舱的内部环境，从而测试天线在外部低温及内外温度差下的性能，可靠性较高。
附图说明
20.图1是本发明实施例提供的一种用于天线低温性能的测试装置的爆炸图；
21.图2是本发明实施例提供的温控组件的剖视图；
22.图3是本发明实施例的第一种箱盖的第一视图；
23.图4是本发明实施例的第一种箱盖的第二视图；
24.图5是本发明实施例的第二种箱盖的第一视图；
25.图6是本发明实施例的第二种箱盖的第二视图；
26.图7是本发明实施例的第三种箱盖的第一视图；
27.图8是本发明实施例的第三种箱盖的第二视图；
28.图9是本发明实施例提供的隔板的第一视图；
29.图10是本发明实施例提供的隔板的第二视图。
30.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
31.1、保温箱；11、箱体；111、壳体；1111、外壳；1112、内壳；1113、环形盖；112、隔热夹
层；12、箱盖；121、连接器；122、电缆；13、第一腔室；14、第二腔室；15、隔温o型圈；16、电磁屏蔽o型圈；17、散热器；2、温控组件；21、隔板；22、吹风机；23、抽风机；24、发热电阻；25、风机安装座；26、挡板；3、调温组件；31、控制器；32、温度传感器；100、天线。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.实施例：
38.图1是本发明实施例提供的一种用于天线低温性能的测试装置的爆炸图，如图1所示，该测试装置包括低温箱(图未示)、保温箱1和温控组件2。保温箱1用于放置在低温箱内。
39.保温箱1包括箱体11和用于模拟控制舱舱壁的箱盖12，箱盖12可拆卸地布置在箱体11的开口上，且箱体11和箱盖12形成容置空间，箱盖12上具有至少一个天线安装孔。
40.图2是本发明实施例提供的温控组件的剖视图，如图2所示，温控组件2包括隔板21、吹风机22、抽风机23和发热电阻24，隔板21插装在容置空间中，以将容置空间划分为第一腔室13和第二腔室14，吹风机22和抽风机23分别插装在隔板21的两端部上，以进行第一腔室13内气体和第二腔室14内气体的交换，且吹风机22和抽风机23的出口朝向相反，发热电阻24位于容置空间内。
41.对于本发明实施例提供的一种用于天线低温性能的测试装置，在对天线100进行
性能测试前，首先，将天线100插装在与用于模拟控制舱舱壁的箱盖12(箱盖12与控制舱舱壁形状及表面一致)上的天线安装孔内。然后，将箱盖12盖设在箱体11上，形成可以密封保温的保温箱1，且保温箱1内形成的容置空间，此时，天线100的外露端朝外布置，天线100的内露段朝向容置空间。接着，将保温箱1置于低温箱中，低温箱此时起到精准模拟出高空低温环境的作用。另外，吹风机22、抽风机23和发热电阻24均启动，发热电阻24对第一腔室13或者第二腔室14内的气体进行加热，使得容置空间模拟形成控制舱内部温度环境。并且，吹风机22和抽风机23将第一腔室13和第二腔室14的空气吸入吹出，形成环形通道，保证容置空间内的各处的温度性一致，精度及效率高，从而便捷且精准模拟出控制舱的内部环境。最后，对天线100提供电信号，从而测试天线100在外部低温及内外温度差下的性能。
42.也就是说，本发明实施例提供的一种用于天线低温性能的测试装置，可以便捷且精准模拟出天线100处于的高空低温环境和控制舱的内部环境，从而测试天线100在外部低温及内外温度差下的性能，可靠性较高。
43.示例性地，保温箱1的外形尺寸(长
×
宽
×
高)可以为320mm
×
320mm
×
150mm，其中箱体11的外形尺寸(长
×
宽
×
高)可以为320mm
×
320mm
×
120mm，箱盖12的外形尺寸(长
×
宽
×
高)可以为320mm
×
320mm
×
30mm。
44.需要说明的是，控制舱上通常具有多种类型的天线100(尺寸及性能不同)，且位置各不相同，通过箱盖12可拆卸连接，可以便捷更换箱盖12，从而模拟出控制舱各位置处的天线。
45.图3是本发明实施例的第一种箱盖的第一视图，图4是本发明实施例的第一种箱盖的第二视图，结合图3和图4所示，该箱盖12上插装有数传导航天线。
46.图5是本发明实施例的第二种箱盖的第一视图，图6是本发明实施例的第二种箱盖的第二视图，结合图5和图6所示，该箱盖12上插装有3种类型的天线100，分别为中继通信天线、组网天线和对地转发天线，3种天线100间隔布置。
47.图7是本发明实施例的第三种箱盖的第一视图，图8是本发明实施例的第三种箱盖的第二视图，结合图7和图8所示，该箱盖12上插装有天基一体化天线。
48.示例性地，箱盖12材料可以为高硅氧玻璃纤维及氨酚醛树脂模压成型玻璃钢，该材料与控制舱舱壁材料一致，可确保低温测试数据的精度和可靠性。
49.在本实施例中，箱盖12上插装有连接器121，连接器121上设置有用于连通连接器121和天线100的电缆122，且电缆122位于容置空间中，通过连接器121及电缆122可以便捷实现对相对应天线100提供电信号。
50.示例性地，连接器121可以为sma加长连接器。
51.再次参见图1和图2，测试装置还包括调温组件3，调温组件3包括控制器31和温度传感器32，温度传感器32位于容置空间内，且控制器31分别与温度传感器32和发热电阻24电连接，以精准调控容置空间内的温度。
52.在上述实施方式中，调温组件3可以精准模拟控制舱内部的温度，通过调控温度模拟出控制舱在高空飞行过程中内部环境温度变化，从而进一步增大模拟精度，保证测试效果的可靠性。
53.示例性地，控制器31采用pid(比例、微分、积分)控制算法，可以根据控制舱在飞行过程中内部的环境温度变化(控制舱在飞行过程中内部的环境温度会出现一定的波动变
化)，精确控制箱体11内部温度变化。也就是说，控制器31实时接收温度传感器32的温度信息，当控制器31获取的温度信息与实时需求的环境温度不一致时，控制器31则控制发热电阻24启动或者断开，发热电阻24对箱体11内气体进行加热或者解除加热，从而将箱体11内的温度控制与需求的环境温度一致，模拟出控制舱在飞行过程中箱体11内部温度变化。
54.在本发明的一种实现方式中，箱体11包括壳体111和隔热夹层112，壳体111与箱盖12可拆卸连接，壳体111内具有空腔，空腔中插装有隔热夹层112，以对壳体111隔热保温。
55.示例性地，隔热夹层112可以为高硅氧玻璃钢，具有良好的隔热性能。
56.具体地，壳体111包括外壳1111、内壳1112和环形盖1113，外壳1111和内壳1112均为u形结构，内壳1112位于外壳1111内且间隔布置，环形盖1113插装在外壳1111和内壳1112的间隔空间，以形成空腔。
57.在上述实施方式中，外壳1111、内壳1112和环形盖1113对隔热夹层112起到装夹保护的作用。
58.示例性地，外壳1111和内壳1112的材料为导热系数较低的304不锈钢，环形盖1113材料为高硅氧玻璃钢。
59.进一步地，壳体111朝向箱盖12的端面具有隔温o型圈15和电磁屏蔽o型圈16，电磁屏蔽o型圈16位于隔温o型圈15的内侧，且隔温o型圈15和电磁屏蔽o型圈16均夹装在壳体111和箱盖12之间。
60.在上述实施方式中，隔温o型圈15可以起到隔温作用，对箱盖12和箱体11之间的夹缝处起到隔温作用。电磁屏蔽o型圈16起到电磁屏蔽作用。
61.示例性地，隔温o型圈15可以为耐低温顺丁橡胶o型圈，电磁屏蔽o型圈16可以为铝银导电橡胶o型圈。
62.另外，容置空间内具有散热器17，散热器17与发热电阻24相对布置。散热器17起到散热的作用，避免热量集中。
63.图9是本发明实施例提供的隔板的第一视图，图10是本发明实施例提供的隔板的第二视图，结合图2、图9和图10所示，隔板21的两端部分别插装有风机安装座25，各风机安装座25中具有通孔，吹风机22和抽风机23分别插装在相对应的通孔中。
64.在上述实施方式中，风机安装座25对吹风机22和抽风机23起到插装定位的作用，保证吹风机22和抽风机23的安装稳定性。
65.示例性地，隔板21水平布置，温度传感器32位于隔板21上，且位于第一腔室13内，发热电阻24位于第二腔室14内。
66.示例性地，吹风机22和抽风机23的出风口与隔板21均形成夹角α，且夹角α可以为30-60
°
，即此吹风机22和抽风机23可以将气体向另一侧吹出(吹风机22将第一腔室13的气体吹入第二腔室14中，抽风机23将第二腔室14的气体吹入第一腔室13中)，在第一腔室13和第二腔室14的基础上，整个容置空间可以形成一个环形的气路空间，容置空间内各处温度快速保持一致，增大温控的效率和精度。
67.优选地，夹角可以为45
°
。
68.在本实施例中，隔板21上的两板面均具有两个间隔布置的挡板26，吹风机22和抽风机23均位于两个相对的挡板26之间，且在吹风机22或者抽风机23的出口方向上(吹风机22的出口方向为m，抽风机23的出口方向为s)，两个相对的挡板26之间的间距逐渐减小。
69.在上述实施方式中，两个相对的挡板26之间的间距逐渐减小，使得两个挡板26形成渐变梯形的空间，用于汇聚气流并增加气流速度，提高容置空间的温控精度和效率。
70.示例性地，隔板21和挡板26材料为导热系数较低的304不锈钢板。
71.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括低温箱、保温箱(1)和温控组件(2)；所述保温箱(1)用于放置在所述低温箱内，所述保温箱(1)包括箱体(11)和用于模拟控制舱舱壁的箱盖(12)，所述箱盖(12)可拆卸地布置在所述箱体(11)的开口上，且所述箱体(11)和所述箱盖(12)形成容置空间，所述箱盖(12)上具有至少一个天线安装孔；所述温控组件(2)包括隔板(21)、吹风机(22)、抽风机(23)和发热电阻(24)，所述隔板(21)插装在所述容置空间中，以将所述容置空间划分为第一腔室(13)和第二腔室(14)，所述吹风机(22)和所述抽风机(23)分别插装在所述隔板(21)的两端部上，以进行所述第一腔室(13)内气体和所述第二腔室(14)内气体的交换，且所述吹风机(22)和所述抽风机(23)的出口朝向相反，所述发热电阻(24)位于所述容置空间内。2.根据权利要求1所述的一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括调温组件(3)，所述调温组件(3)包括控制器(31)和温度传感器(32)，所述温度传感器(32)位于所述容置空间内，且所述控制器(31)分别与所述温度传感器(32)和所述发热电阻(24)电连接，以精准调控所述容置空间内的温度。3.根据权利要求1所述的一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述隔板(21)的两端部分别插装有风机安装座(25)，各所述风机安装座(25)中具有通孔，所述吹风机(22)和所述抽风机(23)分别插装在相对应的通孔中。4.根据权利要求3所述的一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述吹风机(22)和所述抽风机(23)的出风口与所述隔板(21)均形成夹角，且所述夹角为30-60
°
。5.根据权利要求1所述的一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述箱体(11)包括壳体(111)和隔热夹层(112)，所述壳体(111)与所述箱盖(12)可拆卸连接，所述壳体(111)内具有空腔，所述空腔中插装有隔热夹层(112)，以对所述壳体(111)隔热保温。6.根据权利要求5所述的一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述壳体(111)包括外壳(1111)、内壳(1112)和环形盖(1113)，所述外壳(1111)和所述内壳(1112)均为u形结构，所述内壳(1112)位于所述外壳(1111)内且间隔布置，所述环形盖(1113)插装在所述外壳(1111)和所述内壳(1112)的间隔空间，以形成所述空腔。7.根据权利要求5所述的一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述壳体(111)朝向所述箱盖(12)的端面具有隔温o型圈(15)和电磁屏蔽o型圈(16)，所述电磁屏蔽o型圈(16)位于所述隔温o型圈(15)的内侧，且所述隔温o型圈(15)和所述电磁屏蔽o型圈(16)均夹装在所述壳体(111)和所述箱盖(12)之间。8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述隔板(21)上的两板面均具有两个间隔布置的挡板(26)，所述吹风机(22)和所述抽风机(23)均位于两个相对的所述挡板(26)之间，且在所述吹风机(22)或者所述抽风机(23)的出口方向上，两个相对的所述挡板(26)之间的间距逐渐减小。9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述箱盖(12)上插装有连接器(121)，所述连接器(121)上设置有用于连通所述连接器(121)和天线(100)的电缆(122)，且所述电缆(122)位于所述容置空间中。10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于天线低温性能的测试装置，其特征在于，所述容置空间内具有散热器(17)，所述散热器(17)与所述发热电阻(24)相对布置。

技术总结
本发明公开了一种用于天线低温性能的测试装置，属于天线技术领域。所述测试装置包括低温箱、保温箱和温控组件。保温箱用于放置在低温箱内，保温箱包括箱体和用于模拟控制舱舱壁的箱盖，箱盖可拆卸地布置在箱体的开口上，且箱体和箱盖形成容置空间，箱盖上具有至少一个天线安装孔。温控组件包括隔板、吹风机、抽风机和发热电阻，隔板插装在容置空间中，以将容置空间划分为第一腔室和第二腔室，吹风机和抽风机分别插装在隔板的两端部上，发热电阻位于容置空间内。本发明实施例提供的一种用于天线低温性能的测试装置，可以便捷且精准模拟出天线处于的高空低温环境和控制舱的内部环境，从而测试天线在外部低温及内外温度差下的性能。而测试天线在外部低温及内外温度差下的性能。而测试天线在外部低温及内外温度差下的性能。


技术研发人员：郑红海 王文杰 陈晓璞 赵永峰
受保护的技术使用者：湖北三江航天险峰电子信息有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/28