一种机载温湿廓线仪的制作方法

【】本发明属于气象检测，具体设计一种机载温湿廓线仪。

背景技术

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背景技术：

1、大气温湿度廓线是描述大气热力状态必不可少的参数，实时精确探测大气温湿度分布及其变化，对于数值天气预报和气候变化研究以及各种气象保障和防灾减灾工作是必不可少的。传统的大气温湿度廓线探测手段主要以无线电探空气球为主，然而无线电探空气球的使用和探测又受到使用时间和空间范围等因素限制，无法满足实际的气象探测需要。另外，常规的气象无线电探空实际给出的是无线电探空气球上升路径上的温度分布情况，由于目前探空站点建设密度低，平均在200～300km才分布有一个，每天仅有两次线电探空气球的飞行，并且实际的探测路径随风飘动无法确定，这就造成探空资料的时空分辨率远远达不到中小尺度及短临天气预报的要求。而大气微波温湿度廓线仪作为大气观测的重要组成部分，因在大气温湿廓线参数遥感探测方面有着自身的显著技术优势得到了较为广泛的应用。

2、机载温湿廓线仪主要采用机载平台利用被动探测技术实时探测航线下方三维大气温湿廓线，机载平台类似于星载平台，同样接收大气的上行微波辐射信息，不同的是飞机的飞行高度受限，机载平台接收的大气辐射信息仅包含飞行高度以下大气上行微波辐射信息，并且机载平台接收到的信息会受到地表环境差异的影响，具体的影响情况会随着飞机本身飞行和高度的变化而变化。另外，伴随着电子设备整体向着高频段、高密度、小型化方向的发展，还会进一步造成机载平台电性能的制约。即目前缺少具有良好电性能，能准确接收大气辐射信息且具有良好电性能的机载温湿廓线仪。另外，机载温湿廓线仪需要在飞机上搭载，实际的飞行高度以及气候环境变化都会引起温度产生较大的变化，而环境温度再通过辐射、传导和对流等方式传递给接收机，使得装置内部的温度出现变化而影响对温湿廓线的准确绘制。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、为了解决上述问题，本发明提供一种机载温湿廓线仪，以准确完成对航班航线下方三维大气温湿度廓线的绘制。

2、本发明提供的一种机载温湿廓线仪，技术方案为：

3、一种机载温湿廓线仪包括：

4、多波段天线单元(1)，天线扫描机构(2)、高频段接收单元(3)、低频段接收单元(4)、中心控制单元(5)、伺服驱动单元(6)、两个恒温控制单元(7)、温度控制单元(8)、电源模块(9)、冷参考源(10)、热参考源(11)、天线罩(12)，底部支撑件(24)、安装件1(25)、热管1(26)、冷板散热件(27)、安装件2(28)、热管2(29)、右端框散热件(30)、出风口盖(31)、下盖板(32)、两个tec加热制冷片1(33)、tec加热制冷片2(34)、三个加热膜(35)、两个风机1(36)、风机2(37)、风机3(38)、隔热板(42)、四个温度传感器(80)；还包括箱体(46)，所述箱体(46)包括左端框(13)、右端框(14)、底板1(19)、中框(20)、底板2(21)、前侧板(15)、后侧板(16)、前插箱(17)、后插箱(18)、转接框(23)，所述天线罩(12)安装在所述箱体(46)顶部；所述两个tec加热制冷片1(33)包括第一tec加热制冷片1和第二tec加热制冷片1；所述三个加热膜(35)分别为第一加热膜，第二加热膜和第三加热膜；所述四个温度传感器(80)分别为低频接收单元的一级温度传感器，低频接收单元的二级温度传感器，高频接收单元的一级温度传感器和高频接收单元的二级温度传感器；

5、所述安装件1(25)、热管1(26)和冷板散热件(27)焊接成型冷板(22)，所述冷板(22)通过带密封胶的螺钉(48)连接至底部支撑件(24)上构成底板2(21)，并形成底板风道，冷板散热件(27)上设计散热片(39)，所述散热片(39)伸入底板风道中，所述底板2(21)和下盖板(32)组成的内腔表面粘贴气凝胶隔热片(70)，所述底板2(21)、下盖板(32)和气凝胶隔热片(70)构成低频段接收单元(4)的保温壳体；所述出风口盖(31)和所述下盖板(32)安装在底板2(21)上且位于下侧，所述下盖板(32)上带有气凝胶隔热片，所述底板2上带有气凝胶隔热片；所述第一tec加热制冷片1(33)固定在所述安装件1(25)凹槽内，所述第一加热膜(35)和所述低频接收单元的一级温度传感器(80)粘贴在所述冷板散热件(27)上，所述低频段接收单元(4)的温度敏感器件上粘贴低频接收单元的二级温度传感器(80)后安装在底板2(21)上且位于下侧，所述多波段天线单元(1)安装在底板2(21)上且位于上侧，所述低频段接收单元(4)通过波导与所述多波段天线单元(1)相连；

6、所述安装件2(28)、热管2(29)和右端框散热件(30)焊接成型所述右端框(14)，所述右端框散热件(30)右侧设计有散热片(40)，所述散热片(40)中间设有用于安装所述风机2(37)的固定台(49)，所述风机2(37)安装在所述右端框散热件(30)的右侧，第二tec加热制冷片1(33)固定在安装件2(28)凹槽内，第二加热膜(35)和高频接收单元的一级温度传感器(80)粘贴在右端框散热件(30)；所述高频段接收单元(3)的温度敏感器件上粘贴高频接收单元的二级温度传感器(80)后安装在所述右端框(14)上且位于左侧，高频段接收单元(3)通过波导与多波段天线单元(1)相连；

7、所述左端框(13)上的左侧设有散热片(41)，所述散热片(41)中间设有用于安装所述风机3(38)的固定台(50)，所述风机3(38)安装在左端框(13)左侧，所述tec加热制冷片2(34)固定在所述左端框(13)右侧凹槽内，所述冷参考源(10)安装在左端框(13)上且位于右侧，所述第三加热膜(35)粘贴在热参考源上(11)，热参考源(11)通过隔热板(42)安装左端框(13)上且位于右侧，天线扫描机构(2)和伺服驱动单元(6)也安装在左端框(13)上且位于右侧；所述右端框(14)和所述左端框(13)分别为所述高频接收单元和所述冷参考源的射流散热器；

8、两个所述风机1(36)安装在风机罩内并连接于所述中框(20)上且位于所述中框(20)左侧，两个所述风机1(36)、所述风机罩、所述中框(20)、所述底板风道和所述出风口盖(31)形成低频段接收单元(4)的散热通道；

9、所述第一恒温控制单元(7)和中心控制单元(5)安装于所述前插箱(17)内；所述第二恒温控制单元(7)和温度控制单元(8)安装于所述后插箱(18)内。

10、进一步地，恒温控制单元(7)、所述中心控制单元(5)和所述温度控制单元(8)均采用盒式插件结构，所述盒式插件与转接板间电连接器(51)选用可浮动结构型式，所述转接板间电连接器(51)上设有含导电密封垫，所述盒式插件的两侧设有锁紧条(52)，所述插箱上设计插槽(53)，安装在盒式插件上的锁紧条顶部(52)压紧插箱的插槽顶部(53)，所述盒式插件的散热面(54)紧压环控系统换热表面(55)。

11、进一步地，高频段接收单元(3)外设有保温壳体(60)，保温壳体(60)上设有滑动面(57)和定位销孔(58)，箱体(46)上安装定位销(59)，高频段接收单元(3)前端的底部和保温壳体(60)的内壁粘贴气凝胶隔热片，第二加热膜(35)和高频接收单元的一级温度传感器(80)粘贴在右端框散热片(30)上。

12、进一步地，电源模块(9)安装在底板1(19)上，伺服驱动单元(6)和天线扫描机构(2)均安装在左端框(13)的右侧上并位于电源模块(9)的上侧，多波段天线单元(1)安装在底板2(21)上，并设置的底板2(21)的上侧。

13、进一步地，箱体的采用xm22密封剂进行缝内密封并使用紧固件固定，天线罩和箱体间安装密封材料，使某机载温湿廓线仪外壳成为密闭壳体。

14、有益效果是：

15、(1)低频段接收单元、高频段接收单元、热参考源、冷参考源、电源模块、伺服驱动单元、多波段天线单元和天线扫描机构均集成安装在箱体内，整个机载温湿廓线仪具有了结构简单，装配容积利用率高，可维修性好，重量轻，导热效果好的优点；

16、(2)通过恒温控制单元、tec加热制冷片、加热膜和环控系统实现高频段接收单元与低频段接收单元在恒温条件下工作，通过温度控制单元、tec加热制冷片、加热膜、隔热板和环控系统实现冷参考源与热参考源温差约为设定值，可以准确高效的完成航线下方的三维大气温湿度温度廓线的绘制；

17、(3)通过设置延伸进底部风道的冷板散热片，进一步提升冷板的散热效果。

18、(4)通过设置保温壳保证高频段接收单元整体的工作温度稳定，通过设置滑动面和定位销孔与箱体上的定位销配合，便于高频段接收单元的安装。另外，高频段接收单元和低频段接收单元均通过气凝胶隔热片进行保温。

19、(5)将恒温控制单元、中心控制单元和温度控制单元均采用盒式插件，并且设置可浮动式结构的电连接器可以方便插拔，使恒温控制单元、中心控制单元和温度控制单元均具有插拔功能，同时可以保证恒温控制单元与环控系统大面积接触，热传导效率高，并且盒式插件，尺寸小，便于插拔，维修性好。并且，可浮动式结构的电连接器能够实现良好散热，并具备插拔功能和电磁屏蔽功能。

20、(6)高频段接收单元与右端框之间的电连接器选用浮动结构型式，高频段接收单元的保温壳体上设计滑动面，右端框安装定位销，便于插拔安装，并减短了连接线缆的长度。

21、(7)电子设备与环控系统相隔离、电子设备在“全密封”状态下工作，电子设备环境适应性强。