无人机机载加固电子设备机箱结构设计

无人机机载加固电子设备机箱结构设计

文旭龙颢熙

（桂林长海发展有限责任公司广西桂林541001）

摘要：在我国科学技术应用水平不断提升的大背景下，国内的无人机研制正处于高速发展阶段。无人机的研制，具有成本低、环境适应能力强劲的优势，无论是民用还是军用，无人机都具有很大的优势。鉴于此，文中围绕无人机机载加固电子设备机箱结构设计进行了分析，首先概述了无人机机载加固电子设备机箱发展现状。随后针对其具体设计进行了深入的分析，包括电子设备机箱结构的布局设计、电磁屏蔽设计、抗震冲击、热设计以及电子设备机箱的工作环境设计，旨在提升无人机机载加固电子设备机箱的应用价值。

关键词：无人机；机载；加固电子设备；机箱结构设计

引言

与载人航机相比较，无人机在进行设计时无需进行座舱系统的设计，可以减少机身的大小，降低重量，具有十分高的机动性能，在环境勘测等领域中起到了极大的帮助作用，有效提升了环境勘测数据的精确性。但是，在无人机的使用过程中，经常出现由于机载加固电子设备机箱结构设计不合理而出现无人机使用事故，亟待进行该类结构配件的优化设计工作。基于此，针对无人机机载加固电子设备机箱结构设计这一课题进行深入研究具有重要现实意义。

1无人机机载电子对抗设备组成和工作原理

无人机机载电子对抗设备由接收天线、发射天线、射频前端分机、干扰信号产生器分机、功率放大器分机、加卸载控制器组成。其中接收天线、发射天线不需测试，功率放大器分机只需测功率加卸载控制器只需测加卸载数据，射频前端分机、干扰信号产生器分机测试较难，下面专门分析这两个分机的组成和工作原理。

1.1射频前端分机

射频前端分机由信号分配模块、接收模块、控制模块、二次电源模块四部分组成。输人的射频信号在信号分配模块内进行中频滤波、放大后，经功分器一路送人SAW接收模块，另一路送入SAW控制模块。信号分配模块分信号输入通道和信号输出通道。信号输人通道由点频源、中频滤波器、限幅器、、中频放大器和功分器组成。信号输出通道由中频放大器、定向耦合器、中频滤波器和衰减器组成。接收模块由声表面波滤波器组、放大器、开关组成所有器件封装在一个盒子内构成一个随机开关滤波器组，接收模块主要通过SAW声表面波滤波器组将频段内信号进行划分并对每一路信号进行放大，每条支路可由SAW外部进行开通与关断处理。放大后信号再由声表面波滤波器合成输出。

1.2干扰倌号产生器分机

干扰信号产生器分机是干扰机的核心分机，实现对输入信号的存储、处理，并根据系统要求产生相应的干扰样式，干扰信号产生器分机主要由数字射频存储器模块(DRFM)、I/Q、调制器模块、跟踪及干扰控制模块、调制激励模块、系统控制器模块和二次电源模块组成。射频前端输入的信号送入DRFM，系统控制器模块根据加载的参数产生相应的干扰样式，并将干扰参数送人跟踪及干扰控制模块，跟踪及干扰控制模块根据干扰参数产生各种干扰调制控制信号。系统控制器模块根据射频前端送来的频率码信息可对射频前端的滤波通道进行控制，同时系统控制模块接收飞控计算机的命令，完成干扰开关的控制。

2无人机机载加固电子设备机箱结构设计

2.1电子设备机箱结构的布局设计

在设计伊始阶段，首先需要考量的就是加固机箱的总体布局设计。作为设计人员，首先需要将加固机箱内部需要安装的数量、不同模块的实际热能消耗状况以及具体的安装环境条件等，都需要进行详细的了解和分析，针对电磁屏蔽、抗震冲击、热能消耗设计以及环境等设计因素进行综合考量。其次，在进行机箱的安装过程中，为了能够充分提升无人机机载加固机箱的使用性能，一定要在相对较为封闭的空间内安装机载模块。在机载模块安装过程中，需要按照一定的规律进行作业，一般而言，会遵从从前到后的顺序进行排列安装。在机箱两侧位置进行散热通道的设计，使得两侧的散热通道能够及时将加固机箱所产生的热量进行吸收导出。最后，运用抽风机将无人机后方位置导流罩中的热量散发出机体之外。在此期间需要注意的是，应该在加固机箱前面面板上进行电器接口的设计。

2.2电子设备机箱的电磁屏蔽设计

对于无人机这一电子机械设备而言，其想要正常工作，就必须有效的抵消掉自然环境以及所处周边各种设备的电磁干扰，确保设备自身能够在电磁环境中执行各类工作任务。在这一基础上，进行加固机箱的电磁屏蔽结构的设计工作时，应该在材料的选用上面下手，随后做好相应的结构形式确定工作，抑制好屏蔽孔缝隙电磁泄露事件的发生概率，降低电磁干扰。在具体的设计过程中，主要包括以下几点：其一，使用铝合金作为加固机载机箱的结构材料，凸显出机箱材料的高导电性能，提升屏蔽效果。其二，在进行模块安装设计时，在机箱的表面位置无需设计开放性的孔洞，而是直接在其上盖板、前顶板与箱体之间的连接设计时，连接的材料选用导线布衬垫，从而实现电磁屏蔽与割离的设计效果。

2.3电子设备机箱的抗震冲击

进行无人机的电子设备加固机箱的抗震冲击设计时，首先需要保证的就是机箱各部位组成零件的刚强度。通常情况下，在加固机箱的右侧位置，是整个无人机机箱的散热板，同时也是机箱框架的关键构成构件。此时，需要使用厚度参数较大的铝板制作出散热齿，当盖板安装完毕后直接开展真空性质的钎焊，借以形成一个密闭的通风道。与此同时，在推进无人机加固机箱的减重设计任务时，由于机箱前后两个面板均是由厚度参数较大的厚板铣加工而出的，所以在减重的同时，还需要综合考量整个机箱的刚强度。另一方面，在进行无人机的机箱抗震冲击性能的保证时，还需要做好相应的线缆连接设计，事先规划线缆连接设计，对于其经过的棱边进行倒圆和倒钝设计，并进行有效加固，当震动冲击来临时能够降低冲击幅度。

2.4电子设备机箱的工作环境设计

一般而言，在进行无人机的加固电子设备机箱结构的工作环境设计时，主要是指对于“三防”环境的设计，即湿热环境、盐雾环境以及霉菌环境的设计。在未开展有效的设计工作之前，盐雾环境与湿热环境的交替，会在很大程度上造成加固电子设备机箱内部零件的损坏程度，遭受一定程度的腐蚀和吸潮，而在霉菌环境中，无人机材质中的有机材料与部分无机材料本身的强度会出现负面降低的问题。针对该类问题进行设计时，主要包括以下几点：①为了避免模块在使用环境中直接暴露，在封闭的机箱内部直接安装相对应的机载模块；②当按模块的印制板调试工作完成后，为了对模块进行保护，需要在模块的外表覆盖涂抹一层三防漆，当用于散热的器件顶部位置无需涂抹；③在电子设备加固机箱的主要构件材料选用时，需要选择具有防锈的铝质材料和不锈钢材料，尤其是前者，为了避免氧化反应发生，需要在其表面进行导电氧化设计，并于外层使用氟聚氨酯漆进行涂覆保护。

结语

综上所述，在无人机发展的今天，加固机箱已经在无人机机身之上加载使用，并接连满足无人机环境鉴定以及可靠性鉴定实验标准，同时在振动、加速度以及电磁容的实验方便也比较符合无人机飞行需求，比较符合平台无人机的实际应用条件。另一方面，在无人机工作过程中，文中的相关设计研究对于我国的无人机机载加固机箱的设计也起到了关键性的促进作用。由于受到多种因素的影响，文中的内容并不全面，有待补充，希望其中的部分内容能够为后续关于本课题的研究提供参考。

参考文献

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