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Diseño de Optimización Térmica para un Pequeño Satélite de Radar de Apertura Sintética de Panel Plano

Autores: Bai, Tian; Zhang, Yuanbo; Kong, Lin; Ao, Hongrui; Yu, Jisong; Zhang, Lei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Diseño de Optimización Térmica para un Pequeño Satélite de Radar de Apertura Sintética de Panel Plano


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Microondas
Teledetección
Satélite
Diseño térmico
Antena SAR
Temperatura

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 37

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este artículo presenta un pequeño satélite de teledetección por microondas que pesa 310 kg y opera en órbita terrestre baja (LEO). Está equipado con una antena de radar de apertura sintética (SAR) en banda X, capaz de una resolución máxima de imagen de 0.6 m. Para lograr los objetivos de menor costo, peso reducido, consumo de energía minimizado y mayor estabilidad térmica, se ha desarrollado un método de diseño térmico optimizado adaptado para satélites, con un enfoque particular en las antenas SAR. El método de control térmico de la antena está estrechamente integrado con el diseño estructural, simplificando el diseño térmico y su proceso de ensamblaje, reduciendo el consumo de recursos de los sistemas de control térmico. La distribución del material de interfaz térmica (TIM) en el ensamblaje de la antena ha sido cuidadosamente calculada, logrando un diseño térmico de consumo cero para la antena SAR. Y la diferencia de temperatura de toda la antena cuando está encendida y apagada no excederá los 17 grados C, cumpliendo con los requisitos de especificación. Además, para garantizar la precisión del apuntamiento de la antena, la placa de soporte de las antenas requiere una temperatura estable. El diseño de los calentadores en la placa ha sido optimizado, reduciendo el uso de calentadores en un 30% mientras se asegura que la variación de temperatura de la placa de soporte se mantenga dentro de los 5 grados C. Luego, se realizó un análisis de simulación térmica en órbita del satélite para refinar el diseño y la verificación. Finalmente, se llevó a cabo la prueba térmica del satélite SAR en condiciones de vacío, involucrando el funcionamiento de la antena de alta potencia, verificando que la temperatura máxima de T/RM esté por debajo de 29 grados C, la amplitud de fluctuación de temperatura durante una tarea de imagen única sea de 10 grados C, y el punto de temperatura más bajo de la placa de soporte sea de 16 grados C. Los resultados de la simulación térmica y la prueba son altamente consistentes, verificando la corrección y efectividad del diseño térmico.

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