衛(wèi)星光通信終端中光機(jī)系統(tǒng)接觸界面溫度場(chǎng)研究.pdf

1、瞄準(zhǔn)、捕獲、跟蹤是衛(wèi)星光通信中的關(guān)鍵技術(shù)，其中衛(wèi)星光通信終端的二維轉(zhuǎn)臺(tái)是進(jìn)行瞄準(zhǔn)、捕獲和跟蹤的主要機(jī)構(gòu)，具有復(fù)雜的光機(jī)一體結(jié)構(gòu)。由于在軌運(yùn)行時(shí)，終端的二維轉(zhuǎn)臺(tái)部分要暴露在星外空間中，這將導(dǎo)致終端上光機(jī)元部件發(fā)生熱形變，從而影響激光鏈路的瞄準(zhǔn)、捕獲和跟蹤。因此，在衛(wèi)星光通信工程研究中需要建立合理可靠的溫控措施。進(jìn)行空間溫控設(shè)計(jì)，對(duì)復(fù)雜光機(jī)結(jié)構(gòu)界面上溫度場(chǎng)變化研究具有十分重要的意義。
　　本文從真空環(huán)境下光通信終端鈦合金接觸面熱阻的研

2、究出發(fā)，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和軟件仿真兩種研究方法對(duì)光通信終端光機(jī)系統(tǒng)的接觸界面溫度場(chǎng)分布進(jìn)行了研究。以實(shí)驗(yàn)研究為主，設(shè)計(jì)了一套適合固體接觸界面溫度場(chǎng)研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并對(duì)鈦合金TC4的接觸熱阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。為衛(wèi)星光通信終端的熱設(shè)計(jì)提供了0.9~4.5MPa的界面壓強(qiáng)范圍內(nèi)，溫度為60~90Co條件下的鈦合金TC4接觸熱阻值。研究結(jié)果表明，界面壓強(qiáng)是影響界面?zhèn)鳠岬淖钪匾蛩?，壓?qiáng)越大熱阻越小；而在所研究的溫度范圍內(nèi)溫度對(duì)熱阻的影響相對(duì)較小。論文研究了

3、不同初始狀態(tài)下，接觸壓力隨溫度的變化，結(jié)果表明溫度均勻升高，接觸壓力也會(huì)隨之均勻變大，這與熱形變?cè)硐喾稀?br>　　仿真研究主要分兩部分：一方面是對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的仿真，所得到的溫度場(chǎng)分布與實(shí)驗(yàn)研究得到的軸向溫度場(chǎng)分布相符合。另一方面，結(jié)合課題研究的背景，分析了終端熱分布的不均衡引起的指向偏差對(duì)通信性能的影響，由于終端的溫度場(chǎng)分布與接觸面熱阻相關(guān)，從而把接觸熱阻值與光通信終端的PAT理論相聯(lián)系了起來(lái)，為衛(wèi)星光通信終端熱控設(shè)計(jì)提供了一定的參