CFRP/石墨散热装置实现更轻、更具移动性的卫星通信

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重新设计的散热装置将碳纤维预浸料与石墨层结合在一起。

非地面网络（NTN）天线可将智能设备或无人机连接到卫星，可放置在屋顶等固定位置，或越来越多地放置在车辆、船舶或飞机等移动位置。运行该系统所需的大功率电子设备需要高水平的散热性能来保护整个天线，传统上通过铝制散热装置将热量安全地传导离开结构来实现。然而，对天线日益增长的移动性和可移动性需求，使得整体结构（包括散热装置）需要尽可能轻量化。

2025年7月，四家总部位于日本东京的企业启动了一项合作以应对这一挑战，它们分别是：三菱化学株式会社（Mitsubishi Chemical Corp.）、信息与通信研究机构（NICT）、电子企业夏普公司（Sharp Corp.）以及工程与制造企业Techlab Co. Ltd.

三菱化学解释道，目标是“共同开发用于移动应用的超紧凑、轻量化卫星通信终端，并解决传统铝制设计重量过大和热管理受限的问题”。新结构还需保持天线所需的电气和散热性能。

首先，合作方确定了装置的热性能和重量要求以确定最佳材料，然后进行结构设计。为了实现轻量化，合作方自然地转向了碳纤维复合材料；为了满足导热要求，他们选择了石墨，石墨常用于电子产品的面内导热，但因其太脆而无法单独用作结构件。

三菱化学开发并提供了碳纤维预浸料（该特定演示应用的树脂未公开，但通常为环氧树脂）和将分层结合的石墨片材料，而Techlab则开发了用于成型最终部件的模具和工艺技术。

散热装置（也称为热管理装置）位于天线和调制解调器之间。

截至2026年6月，新型散热装置已完成制造和测试，并集成到平面天线中，天线的电气性能已得到验证，整体运行也进行了演示。在Techlab制造完成后，夏普将完成的装置集成到NTN平面天线中，并验证了电气和终端级性能。

结果如何？该装置自身重量不到1公斤，据报道可使天线整体重量减轻47%，从5.5公斤降至2.9公斤。三菱化学表示，这支持了“使卫星通信终端能够实际安装在无人机、车辆和其他移动平台上的更广泛目标”。

关于其导热性能，该公司补充道，测试表明与传统的铝制设计相比，天线性能没有出现明显的下降。辐射方向图差异保持在测量误差范围内，接收增益特性保持不变。团队还确认了天线与模型作为完整卫星通信终端的运行情况，证明更轻的系统可以适应常用工业无人机的有效载荷能力限制，并可安装在车辆和其他移动平台上。

该项目目前正进一步推进热性能和可安装性的评估，并继续进行原型制作和演示，以期在无人机、车辆和其他移动平台上实现实际部署。

资讯来源

- compositesworld.com (2026-09-15) - 原文：CFRP/石墨散热装置实现更轻、更具移动性的卫星通信 | CompositesWorld - https://compositesworld.com/articles/cfrpgraphite-heat-dissipation-device-enables-lighter-more-mobile-satellite-communication