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应用水冷散热的多通道星载SAR热真空试验设计

2020-08-13杜剑波朱明月高何刘杰于海锋彭亏王梓名袁兴武

航天器工程 2020年4期
关键词:水冷大功率真空

杜剑波 朱明月 高何 刘杰 于海锋 彭亏 王梓名 袁兴武

(1 北京空间飞行器总体设计部,北京 100094) (2 钱学森空间技术实验室,北京 100094)(3 北京卫星环境工程研究所,北京 100094) (4 中国电子科技集团公司第九研究所,四川绵阳 621000)

随着星载合成孔径雷达(SAR)成像技术的不断进步,SAR卫星成像分辨率已进入亚米级时代,并呈现出宽幅成像实用化的趋势[1-5]。相应的,为保证高分辨率SAR的噪声等价后向散射系数(NESZ)满足指标要求,SAR载荷需要具备更大的功率孔径平方积。一方面,由于星载SAR孔径大小由成像分辨率、模糊度和测绘带宽等指标共同约束,常采用增加SAR载荷峰值输出功率的方法增大功率孔径平方积;另一方面,反射面天线体制星载SAR增益高、功率大,且具有方向图稳定、旁瓣低的优点,是实现滑动聚束等高分辨率SAR成像的一种重要实现途径。现阶段,反射面天线体制星载SAR成像模式不断增加[6-7],SAR天线通道数目也随之不断增多。因此,大功率、反射面天线体制多通道星载SAR是高分辨率SAR卫星发展的一个重要方向。

星载SAR在进行热试验测试时,地面测试设备需要具备与星载SAR载荷行波管放大器同等量级的功率耗散能力[8-9],常采用罐外风冷负载的散热方法。该方法使用耐受功率较高的波导作为热真空罐内的地面载荷传输通道,将星载大功率SAR信号引出至罐外风冷负载进行强迫风冷。传统单馈源反射面星载SAR仅使用单路成像通道,不存在通道幅相差异问题。然而,对于大功率、反射面天线体制多通道高分辨率星载SAR,如果仍采用上述风冷散热方式,则长距波导将面临应力释放困难和空间分布独立的难题,从而使多通道幅相一致性难以保证,引起SAR载荷测试成像质量恶化的问题[10-14]。同时,在热真空环境中,长距波导还面临大功率传输时微放电隐患较大、可验证性低的问题。因此,传统罐外风冷散热测试方法已不再适用于大功率、反射面天线体制多通道高分辨率星载SAR热试验,需要研究新的热真空试验测试方法。

与风冷散热技术相比,水冷散热技术具有冷却效率高、散热负载体积小、稳定性好等优点,已应用于计算机、电力电子等行业中[15-16]。本文根据反射面体制多通道星载SAR的技术特点,将水冷散热方式引入星载SAR热试验测试,以此为基础,针对热试验测试的通道幅相一致性和测试安全性问题,设计应用水冷散热体制星载SAR热真空试验方案,以实现卫星热试验多通道宽幅成像测试,并降低微放电等安全风险。

1 热真空试验设计

1.1 试验方案

1.1.1 测试模式

星载SAR热试验期间,SAR分系统与数传分系统、卫星平台,以及由地面测试设备、快视成像处理器等组成水冷散热星载SAR测试系统,共同完成热试验测试。星载SAR热试验测试主要包括信号测试和成像测试2种模式,热试验过程中通过信号测试设备和回波模拟器的切换分别实现对星上SAR载荷各成像模式下发射信号特性及主要成像指标的分时验证。

在进行热试验SAR载荷信号测试时,天线馈源处波导发射大功率线性调频(LFM)信号,经过星地延长波导、耦合器后,信号绝大部分功率被耦合器后端的水冷负载吸收。同时,耦合器的耦合LFM信号分别经过热真空稳幅稳相射频电缆、罐外稳幅稳相射频电缆后连接测试设备,通过SAR信号特性测试,检查发射机功率、脉冲重复频率等SAR电子设备的电气功能和性能。

在进行热试验SAR载荷成像测试时,回波模拟器首先接收星载SAR载荷发射的同步信号及触发信号,然后根据星地距离、载荷参数计算收发延时,模拟生成SAR回波信号。该回波信号经过罐外稳幅稳相电缆、热真空稳幅稳相电缆、热真空耦合器后上行至SAR天线馈源处波导,为SAR电子设备的成像处理及记录处理提供模拟回波信号,经过数传下传和快视成像后,对成像结果的二维分辨率、旁瓣比等指标进行评价,以验证SAR收发处理系统和成像算法的正确性。

1.1.2 测试系统

根据前述分析,设计应用水冷散热体制的星载SAR热试验测试系统(简称“水冷散热测试系统”)。系统主要包括射频信号传输和水冷循环散热两大部分,本文重点针对星载SAR射频信号传输部分进行研究,对通用性较强的水冷循环散热部分不作分析。

在系统组成方面,水冷散热测试系统主要分为热真空罐内和热真空罐外设备两部分,见表1。其中:罐内设备主要由星地延长波导、热真空耦合器、波同转换、水冷负载和热真空稳幅稳相电缆组成;罐外设备主要包括罐外稳幅稳相射频电缆、测试设备、SAR回波模拟器及快视处理器。

表1 水冷散热测试系统组成Table 1 Test system composition using water-cooling heat dissipation

在系统设备连接关系方面,热真空耦合器射频信号输入口与星载天线馈源处波导之间通过星地延长波导连接。热真空耦合器的射频输出直通口与大功率水冷负载连接,由水冷回路对大功率水冷负载吸收的直通信号进行散热冷却;耦合器的射频耦合口经热真空稳幅稳相射频电缆连接至热真空罐壁的穿墙波导入口,并传输至热真空罐外。在热真空罐外,罐外稳幅稳相射频电缆将热真空罐壁穿墙波导和测试设备、SAR回波模拟器相连接,分别用于SAR载荷信号质量测试和快视成像验证。水冷散热测试系统连接原理如图1所示。

图1 水冷散热测试系统连接原理图Fig.1 Test system connection schematic using water-cooling heat dissipation

图1中,数传分系统同样采用水冷散热方式。类似于SAR分系统,数传分系统在水冷负载前端耦合出下行信号,将星载SAR成像信号编码传输给SAR快视处理服务器,用于成像指标分析。由于数传分系统在水冷散热测试设计时没有多通道幅相一致性要求,在安全性、系统链路等方面与SAR分系统相近,因此相关内容不再展开分析。

1.2 设计特点

对于大功率、反射面天线体制多通道高分辨率星载SAR,热真空试验的目的是通过模拟空间压力和热循环应力,测试在轨极端温度环境下星载SAR载荷成像功能的正确性和热控承受能力,及时暴露由于元器件、材料、工艺和制造中可能潜在的质量缺陷及故障,验证星载设备的可靠性[8-9]。为此,星载SAR载荷在热真空试验中要能够进行具有系统性和安全性的满负荷功率成像测试,热试验设计也应围绕星载SAR载荷的成像测试特点和测试安全性开展。

1.2.1 多通道成像

对于反射面体制高分辨率星载SAR,基于多通道的宽幅成像是其重要成像特点。在成像任务期间,SAR天线系统的多个馈源会通过不同的组合方式扩大距离向波束,从而在高分辨率成像的同时实现宽幅覆盖。为了保证高分宽幅成像质量,SAR通道之间要具有非常高的幅相一致性。与之相对应,SAR载荷成像测试时,地面载荷通道的传输幅相一致性也会影响SAR信号特性和最终成像质量。因此,在反射面体制多通道星载SAR热试验中,应重点关注地面载荷通道的幅相一致性设计。

相比于热真空罐外风冷散热体制,采用热真空罐内水冷散热体制时,可在水冷型负载前端进行信号耦合,使小功率载荷信号通过高精度稳幅稳相电缆与热真空罐外测试设备连通和进行载荷测试,从而避免多段波导拼接时应力的影响。与此同时,由于稳幅稳相电缆可以集中布设,其空间分布与波导相比更为集中,热试验时各电缆通道的温度较为接近,温度差异性对通道传输性能的影响得以降低,从而能够改善SAR通道幅相差异引起的成像质量下降问题。

1.2.2 测试安全性

在高分辨率星载SAR热真空试验中,由于SAR载荷测试需发射和传输大功率微波信号,其测试安全性问题对整星热试验有较大影响。热真空试验中真空环境是与常规测试环境最大的不同点,因此,应对真空环境下载荷大功率测试时可能发生的安全问题进行分析。

对于处于真空环境的大功率微波产品,微放电是影响热试验安全性的一个十分重要的因素。当微波产品工作功率超过6 dBW并有频率间隙积在0.6~60 GHz·mm时,有潜在的微放电风险[17]。此外,产品存在介质污染时更易发生微放电现象。微放电会造成微波设备损坏,从而使测试系统传输性能恶化、信噪比下降,甚至彻底无法工作。

对于热真空罐内的长距波导,其拼接后的物理尺寸使得单独的波导微放电试验难以进行,无法在热试验前对地面设备的安全性进行有效验证。根据第1.2.1节分析可知,采用热真空罐内水冷散热体制时,可通过信号耦合的方法,将热真空罐内的大部分波导由热真空稳幅稳相电缆替代。相对于长距波导,热真空电缆不存在物理尺寸的制约,可以在热试验前进行微放电阈值验证试验,从而确保热试验的安全性。同时,热真空电缆中传输的耦合载荷信号功率相对较小,也减小了大功率热真空试验时的微放电风险。

除了上述测试设备微放电问题,还需要注意的是,卫星热试验期间SAR载荷大功率测试时,热真空罐内测试设备的温度波动范围较大。因此,对于功率容量较大的微波测试设备,应加强热试验前热控设计和分析,防止其在热试验期间出现温度超限问题。

1.3 设计关键点

根据前述分析可知,对于大功率、反射面天线体制多通道高分辨率星载SAR,热试验测试系统的通道间幅相差异影响SAR成像测试图像质量。同时,SAR载荷满负荷功率测试时,地面测试设备在热真空环境下的大功率传输和散热特性将影响整星热试验的安全性。因此,热试验设计应用水冷散热体制,围绕多通道幅相一致性、大功率测试安全性开展。

在星载SAR多通道幅相一致性测试设计时,要从器件特性和温度影响2个方面进行考虑;在大功率测试安全性设计时,需要首先从测试系统整体链路的角度出发,对系统参数进行综合优化,同时统筹考虑大功率传输和散热安全性,使设计结果满足热试验载荷信号测试和成像验证的要求。

1.3.1 多通道幅相一致性

根据SAR载荷测试链路校正精度及SAR信号处理要求,热真空试验中地面传输通道之间应满足幅度误差不超过0.6 dB和相位误差不超过6°的要求。载荷通道幅相一致性要求高,加之热试验中温度环境变化剧烈,给幅相一致性高精度实现带来相当难度。

在进行地面传输通道的幅相一致性设计时,遵循几何一致性和不发生干涉的基本原则。在此基础上,设计关键是保证各环节测试设备的幅相一致性,减少外界环境对测试设备幅相特性的影响;此外,可以考虑通过分类筛选降低幅相一致性指标实现难度,相关分析如下。

1)测试设备特性

在星载SAR热真空试验中,地面传输通道主要由热真空耦合器和稳幅稳相电缆构成。考虑到两者的尺寸、刚性和温控特点,在进行热真空试验设计时,将地面传输通道的整体幅相误差分解为热真空耦合器幅相误差(0.3 dB/3°)和热真空稳幅稳相电缆幅相误差(0.3 dB/3°)两部分,并留有余量。在水冷散热热真空试验设计时应分别关注两者的幅相一致性,从而使两者组成的地面传输通道幅相一致性指标满足前述分析的幅相一致性整体要求。首先,对于热真空耦合器,其理论设计模型完全相同,并且在产品研制过程中,通过同批次器件材料选取及微波器件加工环境、时间的一致性保证,使产品具有较好的幅相一致性。但是在实际研制过程中,由于加工工艺因素的影响,耦合器之间一定会存在幅相误差。因此,需要对实际研制耦合器的“输入-耦合”通道幅相一致性进行测试检验,确保热真空耦合器间的幅相一致性指标达到或者幅度误差优于0.3 dB,相位误差优于3°。其次,对于热真空稳幅稳相电缆,其距离长,且具有一定弯曲度。因此,除了在电缆研制时测试其幅相一致性,还需要在热真空试验现场电缆布设完成时进行初始相位配准,保证测试状态下热真空稳幅稳相电缆的幅相一致。此外,由于热真空试验期间温度对热真空稳幅稳相电缆的影响较大,还应采用控温精度较高的控温铝槽对电缆进行温控,以减少不同电缆通道之间的温度差异。为缩小控温铝槽的热控范围,需要对稳幅稳相电缆的温控指标进行重点分析。

2)多通道分类

为进一步降低幅相一致性指标实现难度,考虑采用多通道分类的方法,按照不同成像模式和对应馈源,缩小幅相一致性指标对通道要求的范围。星载SAR包括条带、聚束、扫描、马赛克等多种成像模式,但各成像模式的天线馈源通道并非完全相同。例如图1中:SAR载荷条带和聚束成像时收发通道对应SAR天线馈源1~M(M≤P,M≥2);扫描和马赛克成像时收发通道则对应SAR天线馈源N~P(N≥M,P-N≥2)。因此,可将卫星地面散热系统的P个SAR载荷通道划分为两类。对于条带和聚束成像,与星上收发通道相连的水冷散热传输通道1~M保持幅相一致即可(0.6 dB/6°);类似的,对于扫描和马赛克成像,通道N~P保持幅相一致即可(0.6 dB/6°)。该分类能够加速研制过程中的产品试验筛选,减小多通道幅相一致性实现难度。

1.3.2 大功率传输及散热

对于热真空罐内水冷散热体制热真空试验,首先要解决热真空耦合器和星地延长波导等大功率容量微波测试设备微放电问题。为减少测试设备的微放电风险,要在加工工艺方面加强防护设计,具体措施包括:设备腔体表面材料处理,确保表面二次电子的发射系数较小;提高加工精度,避免腔体和电路出现毛刺、细丝;无尘环境装配,防止腔体内部污染以降低微放电阈值。在研制、生产微波测试设备过程中,进行微放电真空环境试验,以验证微放电防护性能满足实际工作要求,保证星载SAR热真空试验的安全性。

在解决上述测试设备微放电问题的基础上,热真空试验系统级测试设计的关键环节在于大功率射频传输和相应的传输通道热控安全。前者主要对系统链路参数进行优化,使设计结果满足热真空试验载荷测试要求,并作为约束进行设备安全性设计和研制。后者需要针对传输通道中存在的安全影响因素进行分析,给出安全测试条件下的热控温度范围,明确设备在热真空试验中的可靠性。

1)系统链路优化

在水冷散热星载SAR热真空试验中,测试设备(如耦合器、稳幅稳相电缆)微放电设计和热真空试验的前提是系统链路设计。一方面,稳幅稳相电缆中传输的耦合载荷信号功率相对于载荷大功率发射信号较小,但是热真空环境下电缆的耐受功率较低,因此,应对载荷大功率信号测试时的下行链路进行计算,特别是对热真空耦合器耦合度进行分析,以确定耦合信号功率满足稳幅稳相电缆指标;另一方面,应注意成像测试时回波模拟器的上行信号功率有限,需要通过优化耦合器耦合度和电缆插损,保证射频链路上行功率满足SAR载荷成像指标要求。需注意的是,成像测试与信号测试对耦合器耦合度的要求存在矛盾,两者相互制约,因此,系统上下行链路分析和耦合度参数优化对热真空试验较为重要,其结果不仅影响测试设备的微放电设计,还决定测试设备是否能够同时满足热真空试验载荷信号测试和成像测试的要求。

2)测试设备热控设计

整星热真空试验期间,水冷负载作为大功率热量吸收设备,工作时需要水冷回路循环散热。冷却水正常范围为15~21 ℃,水流温度不能随热真空罐内温度变化而强烈波动。因此,应在水冷负载宽面贴装加热片进行辅助控温,并在水冷负载水冷口和波导口加装测温点进行温度监控。

卫星平台热真空试验期间,星地延长波导通道温度范围应保持在-60~+40 ℃。SAR载荷测试时,特别是在进行SAR载荷信号特性测试时,星地波导将传输峰值功率为千瓦级的大功率微波信号,温度上升较快。因此,星地延长波导表面需要喷涂耐高温防挥发漆,以增强波导的散热性能。

热真空耦合器的主要散热方式为辐射散热,耦合器温度受其周围背景温度影响较大。卫星热真空试验时,在耦合器上方布设有为整星加热的红外笼,使得耦合器周围背景温度较高。因此,有必要对热真空试验期间大功率传输工况下的耦合器温度分布情况进行分析,并保证耦合器能够在该温度范围内可靠使用。

2 分析验证

2.1 多通道幅相一致性

对于水冷散热星载SAR热真空试验,多通道幅相一致性的关键是保证各环节测试设备的幅相一致性。首先,通过实测检查热真空耦合器幅相一致的指标符合性,并根据热真空稳幅稳相电缆相位特性分析热试验中控温铝槽对稳幅稳相电缆的温控范围。

2.1.1 耦合器幅相一致性测试

为了检验热真空耦合器加工工艺是否能够保证幅相一致性满足设计要求,按照热真空试验要求试研制两件耦合器,并进行测试对比分析。以其中件耦合器幅相特性作为基准,使用相同的测试源、测试设备和测试环境,对另一件耦合器进行测试对照,并得到两者的相位和幅度差异,测试结果如图2所示。可以看出:在测试频率范围内,热真空耦合器间的幅度误差小于0.15 dB,相位误差小于2.35°,从而证明了加工工艺能够满足耦合器间幅相一致性指标要求。当然,限于试研制仅投产了两件耦合器,小子样特点使其具有典型性,但不能代表所有耦合器均能满足幅相要求。因此,后续将以此方式为参考,对研制的耦合器进行多组对照试验和筛选剔除,确保耦合器一致性满足幅相要求。

图2 热真空耦合器幅相一致性测试结果Fig.2 Test results of amplitude and phase consistency of thermal vacuum coupler

热真空试验SAR载荷大功率测试时,产生的热应力会造成耦合器及其前端星上延长波导发生一定形变,从而使测试通道幅相发生漂移。为保证热真空试验测试通道间的幅相一致性,在耦合器及波导研制后进行一体安装和测试,获取不同温度下的耦合器-波导相位漂移试验数据。实际星载SAR热真空试验中,可在耦合器及波导上设置测温点和加热片形成温度闭环控制,并根据前述试验数据进行温度补偿,以减小热应力对幅相一致性的影响。

2.1.2 热真空电缆温控分析

在热真空试验中,热真空罐内温度变化大,采用控温铝槽对用于SAR信号传输的稳幅稳相电缆进行集中控温,可以减少温度交变对射频电缆信号相位产生的影响。根据稳幅稳相电缆的相位匹配特性,若要将多路热真空SAR通道电缆相位差异控制在3°以内,需要通过控温保证各电缆的相位变化控制在1×10-5~1×10-4。对热真空稳幅稳相电缆测试得到的电缆相位-温度变化曲线,见图3。根据曲线变化情况,可以看出:当电缆温度保持在30~45 ℃时,相位特性平坦,各电缆之间的相位差异达到极小值。同时,考虑到相位匹配差异有随机性,电缆在相位变化控制方面具有可行性,能够保证多路电缆通道的稳幅稳相性能。

图3 稳幅稳相电缆相位-温度变化曲线Fig.3 Phase-temperature curve of amplitude-stable and phase-stable cable

为了使控温铝槽内温度稳定在30~45 ℃,对控温铝槽进行专门的热控设计。首先,控温铝槽表面包覆隔热性能优异的双面镀铝聚脂薄膜-疏松纤维等热控多层隔热材料,以减少控温铝槽内外部之间的辐射导热。由于SAR载荷稳幅稳相电缆长度大于控温铝槽长度,为减少电缆受外界环境温度的影响,在靠近热沉端设计方盘,收纳多余长度的电缆部分。最后,对控温铝槽内的每根稳幅稳相电缆,在其接近法兰盘端和星端贴装测温点进行温度监测,并通过铝槽内部装贴的加热片进行主动控温补偿,以达到闭环稳定控温的效果。

对于控温铝槽内的热真空稳幅稳相电缆,与热真空耦合器连接的电缆入口处峰值功率可达到数十瓦,在SAR载荷测试时发热量较大。特别是热真空试验期间多个通道同时传输大功率信号的测试工况,铝槽内的温度变化较为明显。因此,需要将稳幅稳相电缆在控温铝槽内均匀布设,以便于散热,同时在电缆入口处加强温度监测,并在热真空试验期间密切监测铝槽内的温度变化情况,必要时采取局部加热补偿或者调整红外笼等措施进行温度控制。为进一步保证热真空试验时整个传输通道的幅相一致性,还可考虑基于电缆相位-温度数据包,利用调相器补偿温度对电缆幅相特性的影响。

2.2 大功率传输及散热

水冷散热星载SAR热真空试验测试系统链路,是测试设备微放电安全性和热真空试验的前提,需要重点分析讨论。同时,针对受背景环境温度影响较大的热真空耦合器,结合热真空试验载荷大功率测试工况,进行热仿真分析,以验证大功率散热测试的安全性。

2.2.1 测试系统链路分析

热真空耦合器耦合度同时涉及测试系统上下行链路,其不仅影响电缆的输入功率和电缆散热的安全性,而且影响成像测试信号信噪比和图像质量,对系统链路较为关键。

对于载荷大功率下行测试工况,发射信号峰值功率为千瓦级,水冷散热测试系统应满足该量级功率测试需求。对于通过热真空环境试验筛选的波导类微波无源器件,其耐受功率较高,一般能够在千瓦条件下安全使用。但是,卫星热真空试验时使用的热真空稳幅稳相电缆耐受功率较小,一般只有数十瓦(常温条件下),且其耐受功率随温度的升高而逐渐降低,与发射信号相比相差1~2个数量级。因此,耦合器的耦合度应达到15 dB以上。

对于回波模拟器闭环成像测试工况,水冷散热测试系统应能够保证成像测试质量。SAR回波模拟器上行信号最大功率为-30 dBm,星上低噪声放大器接收到的上行信号典型功率范围为-70~-80 dBm,因此,水冷散热测试系统上行通道的总链路衰减不宜超过45 dB。根据已知的热真空罐内外设备布局和衰减参数,可计算得到传输通路其他部分的衰减和约为23 dB,因此耦合器耦合度上限为22 dB。

通过上述分析可知,耦合度设为20 dB具有可行性。一方面,下行大功率测试时天线馈源输出信号典型峰值功率为60 dBm,因此热真空耦合器输出峰值功率约为40 dBm,系统能够满足热真空稳幅稳相电缆耐受功率要求;另一方面,回波模拟器输出典型功率为-30 dBm,上行链路总衰减约为43 dB,因此星上低噪声放大器输入典型功率约为-73 dBm,也能够保证闭环成像测试时的上行信号功率需求。以此为基础,进一步可得到水冷散热测试系统链路如表2所示,其中耦合器的双向衰减相同,均为耦合度。

表2 水冷散热测试系统SAR载荷上下行测试链路Table 2 Up and down test links of SAR load in test system using water-cooling heat dissipation

由分析结果可知,与耦合器前端输入的大功率SAR载荷信号相比,稳幅稳相电缆中传输的耦合载荷信号功率降低了2个数量级;同时,星地延长波导长度也减少为传统风冷散热中长距波导的1/10,从而减小了热真空大功率载荷下行测试时的微放电风险。

2.2.2 大功率工况耦合器热仿真

由前述分析可知,卫星热真空试验时热真空耦合器与红外笼位置较近,耦合器背景温度较高,不利于辐射散热。为防止耦合器在热真空试验期间出现温度超限问题,对大功率传输工况下的耦合器进行热仿真分析,仿真参数见表3。其中,设置背景温度为50 ℃,与星地延长波导接口的温度为60 ℃,检查极限背景环境下耦合器的温度分布情况。

表3 热真空耦合器热仿真参数Table 3 Thermal simulation parameters of thermal vacuum coupler

图4示出了耦合器在大功率工况下的稳态温度分布。可以看出:在极限背景温度条件下,载荷大功率测试时的耦合器最高温度达到87 ℃,没有超过耦合器的耐受温度(100 ℃),从而验证了载荷大功率工况下的热真空测试安全性。同时,仿真结果中耦合器相对环境温升约37 ℃,该温升将为热试验期间对耦合器和其前端星地延长波导进行背景温控提供参考。

图4 大功率工况下耦合器热仿真结果Fig.4 Thermal simulation result of coupler in high power working condition

3 结束语

针对大功率、反射面天线体制多通道高分辨率星载SAR热真空试验测试需求,本文提出了应用水冷散热体制的多通道星载SAR热真空设计,解决了风冷散热体制中多通道幅相一致性难以保证,以及微放电隐患较大、可验证性低的问题。本文围绕热真空试验多通道成像和测试安全性,重点分析了多通道幅相一致性和大功率传输及散热等设计关键点。通过热真空耦合器幅相一致性测试检验,以及稳幅稳相电缆相位特性和温控范围分析,实现对多通道幅相一致性设计的验证。同时,测试系统链路分析和极限工况耦合器热仿真证明了大功率传输及散热的安全性。本文为星载SAR热真空试验多通道成像及大功率信号测试提供了解决方案,能够满足星载SAR热真空试验的通道幅相要求,同时提高了测试的安全性,可为后续SAR卫星热试验大功率地面散热设计和测试提供参考。

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