卫星直播车顶棚设计方案探索
邓中军 罗强
摘要：卫星直播（通讯）车是一种装载有卫星通讯系统的特殊改装车，被广泛应用在广播电视、电信通讯和部分行业应急通讯中。这类车都是在不同类型的商品车基础上进行改装而来，其中在原车顶棚加装卫星天线等设备是每辆车都要进行的改装。不同的车型、不同的功能需求有着不同的顶棚布局设计改装方案，在此就南昌广播电视台卫星直播车建造为例和大家共同探讨车顶顶棚的布局和改装。
关键词：布局 散热 噪音共振
南昌广播电视台于2014年开始建造第一台高清卫星4+2讯道转（直）播车。根据日常使用区域地形、气候条件和实际需求状况，经过充分调研和走访，参考其他单位成功经验，我们最后选择了一类底盘车型：德国奔驰公司Vario 816D厢式货车，对其进行整车改装。整车主要组成设备包括底盘改造、车顶平台、电源设备、音视频、卫星设备、照明系统、平衡支撑系统、空调系统、接地系统、控制系统等部分。本文主要探讨车顶棚改造设计方案。
车顶设备放置布局
根据功能需要，我们在816D车顶上安装1.8米Ku波段卫星天线系统（此天线安全活动最大距离2.37米）、电子罗盘天线、空调室外机组（两台）、卫星天线监控摄像头、发电机散热器、无线微波摄像机接收天线（两组四支）、无线通讯车载中继电台天线以及车顶安全护栏等众多设备。如何在有限车顶空间合理安全布局这些设备是一大难题。车顶棚区域整体布局要均衡合理，要兼顾到车辆静态、动态前后左右的承载重量和风阻平衡，还要严格控制车体的静、动态重心和整车高度符合GY/T222-2006标准中规定车辆安全范围，要充分考虑放置各设备之间的散热以及散热效率的问题。为此我们和集成商、设备供应商多次沟通，反复优化设计方案，最后得出了一个最佳方案，各项设备摆放位置如图一、图二所示。
车顶棚改造方案实施
为了在车顶安装卫星天线系统、电子罗盘、空调外机、发电机散热器、GPS天线、卫星天线观察摄像头及照明灯等附件，并提供一个可承重的多功能高位作业、维修平台，我们对原车的车顶进行重新加固，然后安装铝制的轻型车顶平台。平台四周和中间部分与原车顶紧密结合，车顶放置的所有设备固定在这个承载平台上。
加装承载平台方案优点是：一、整个车顶承载能力大，受力分布均匀，设备安装位置可按需摆放，不受承重位置限制，车顶空间利用率较高，日后的设备维护维修拆装方便。二、车顶开孔少，车顶只需开两个空调出风口（两台空调），一个倒J型进、出线管孔即可，防水工艺简单。加装承载平台方案缺点是：一、平台整体施工工艺较为复杂，平台加工精度要求高，施工周期长。二、增加了建造成本。三、增加了车体总体重心和车身高度，对车辆的行驶和摆放会有一定的影响，但不会影响安全。如图三图四。
车顶部分设备产生大量热能的有两台Xicom 1：1 400W TWTA功放器、两台40V空调外机、发电机水冷散热器。这三套设备受车顶棚面积限制，只能紧凑地放置在一起，凉风、热风走向需统筹考虑，否则会相互影响，降低散热效果。
两台400W功放器安放在卫星天线系统防尘罩内，防尘罩下摆处有散热孔，通过前后对流和风扇散热（如图五）。南昌的夏天室外温度时常超过39℃，要保证高温天气下各类设备正常工作，选用了两台空调。两台空调外机按布局只能是并排摆在车顶，前后又有物体遮挡和其他散热系统存在，因此空调外机散热排风方向和散热效率是成为我们重点考虑因素。我们选择的发电机组是德国熊猫车载超静音发电机组，此发电机组采用双水冷散热系统，散热效率高，适合连续满负荷长时间工作。散热器安装方式灵活，拥有车顶、车侧、车底三种方式安装，我们选择车顶安装方式。散热器通过风扇垂直向上排热风，凉风从散热器底部进入，形成风冷热交换气流，提高了各散热系统的效率。
由于车体自身空间的限制，加上各种设备开启后散热风扇齐转，导控区工作时的噪音较大。噪声源主要来自车内设备风扇、空调出风、车顶设备运行所产生的震动传导引起共振。设备风扇产生的噪音无法人为降低，但空调系统所产生的部分噪音是可以人为降低的。空调系统所产生的噪音主要来自外机与车顶引起的共振（低频）和空调通风管道、出风口制作工艺所产生风噪。空调外机工作时所产生的震动会通过固体传导给车顶，而原车顶结构本身是一个易产生震动的空腔体，此时空调外机产生的震动与传导到车顶的震动极易产生叠加形成共振，将外机的震动噪声放大，而这种震动噪声是一种嗡嗡的低频噪声，会让人感到特别难受。降低这种噪音一般通过调整压缩机底角弹簧来减小震动幅度，改变震动频率。然后再在空调外机与车顶固定法兰衔接处增加软性减震构件，降低震动传导给车顶的能量，共振引起的嗡嗡低频噪声会有所降低。同时在空调风道增加柔性贴面材料，空调出风口打磨毛刺和锐角。经过这些综合处理，空调噪音会大大降低。当然，此类噪声的控制要在监造过程去发现和调整，如果整车完成后再来调整将非常困难。
车顶棚改造应注意的几个问题
一、空调外机出风口与车顶结合处的防水处理。尽量不要让空调外机出风口直接与车顶开口处对接，而是通过一个具有一定高度的梯型法兰盘对接。一方面能给今后空调外机的维护和维修留有拆装空间，另一方面可以有效提高车顶防水高度（高出原车顶平面）。
二、倒J型管子的高度。此处为整车内外所有线路进出车体的地方。由于是倒J型管子，所以安装后管子进线口的开口是朝下的，雨水不会直接通过管道进入车体内部。
三、车顶设备承载平台的排水孔。为了使整个车顶受力均衡和提高整体承载强度，车顶设备承载平台周边是与原车顶结构形状紧密吻合的，没有间隙。平台工作面与原车顶面形成一个长方体，在遇到下雨时会有雨水进入平台下方，雨水一般会通过平台设在四个角上的排水孔流到平台外边。
四、由于在车顶尾部并排安放了两台空调外机，日常技术人员无法从车顶尾部走到车顶前部（上车顶扶梯在车尾门上），给车顶设备维护和维修带来不便。为此，我们在车顶平台上增加了一个可拆装的跨桥，横跨在空调外机上。平时可通过跨桥走到车顶前部，对卫星天线系统进行必要保养和维护。如遇对空调外机进行维修时，可将跨桥卸掉，保证了日常设备维护的便捷性。
小结
车辆经过改装后，静、动态的车状安全，在恶劣气候条件下各设备系统能安全有效地工作。2017年的夏天，南昌气温创历史新高，预报气温40℃以上达多日。衛星直播车参与了中国人民解放军建军90周年、南昌国际马拉松等大型活动。在各项活动期间，卫星直播车连续多日全天侯工作（自备发电供电），供电、空调等系统工作一切正常，经受住了高温、高湿度、特大暴雨、超长连续工作时间等考验。
（作者单位：南昌广播电视台）
摘要：卫星直播（通讯）车是一种装载有卫星通讯系统的特殊改装车，被广泛应用在广播电视、电信通讯和部分行业应急通讯中。这类车都是在不同类型的商品车基础上进行改装而来，其中在原车顶棚加装卫星天线等设备是每辆车都要进行的改装。不同的车型、不同的功能需求有着不同的顶棚布局设计改装方案，在此就南昌广播电视台卫星直播车建造为例和大家共同探讨车顶顶棚的布局和改装。
关键词：布局 散热 噪音共振
南昌广播电视台于2014年开始建造第一台高清卫星4+2讯道转（直）播车。根据日常使用区域地形、气候条件和实际需求状况，经过充分调研和走访，参考其他单位成功经验，我们最后选择了一类底盘车型：德国奔驰公司Vario 816D厢式货车，对其进行整车改装。整车主要组成设备包括底盘改造、车顶平台、电源设备、音视频、卫星设备、照明系统、平衡支撑系统、空调系统、接地系统、控制系统等部分。本文主要探讨车顶棚改造设计方案。
车顶设备放置布局
根据功能需要，我们在816D车顶上安装1.8米Ku波段卫星天线系统（此天线安全活动最大距离2.37米）、电子罗盘天线、空调室外机组（两台）、卫星天线监控摄像头、发电机散热器、无线微波摄像机接收天线（两组四支）、无线通讯车载中继电台天线以及车顶安全护栏等众多设备。如何在有限车顶空间合理安全布局这些设备是一大难题。车顶棚区域整体布局要均衡合理，要兼顾到车辆静态、动态前后左右的承载重量和风阻平衡，还要严格控制车体的静、动态重心和整车高度符合GY/T222-2006标准中规定车辆安全范围，要充分考虑放置各设备之间的散热以及散热效率的问题。为此我们和集成商、设备供应商多次沟通，反复优化设计方案，最后得出了一个最佳方案，各项设备摆放位置如图一、图二所示。
车顶棚改造方案实施
为了在车顶安装卫星天线系统、电子罗盘、空调外机、发电机散热器、GPS天线、卫星天线观察摄像头及照明灯等附件，并提供一个可承重的多功能高位作业、维修平台，我们对原车的车顶进行重新加固，然后安装铝制的轻型车顶平台。平台四周和中间部分与原车顶紧密结合，车顶放置的所有设备固定在这个承载平台上。
加装承载平台方案优点是：一、整个车顶承载能力大，受力分布均匀，设备安装位置可按需摆放，不受承重位置限制，车顶空间利用率较高，日后的设备维护维修拆装方便。二、车顶开孔少，车顶只需开两个空调出风口（两台空调），一个倒J型进、出线管孔即可，防水工艺简单。加装承载平台方案缺点是：一、平台整体施工工艺较为复杂，平台加工精度要求高，施工周期长。二、增加了建造成本。三、增加了车体总体重心和车身高度，对车辆的行驶和摆放会有一定的影响，但不会影响安全。如图三图四。
车顶部分设备产生大量热能的有两台Xicom 1：1 400W TWTA功放器、两台40V空调外机、发电机水冷散热器。这三套设备受车顶棚面积限制，只能紧凑地放置在一起，凉风、热风走向需统筹考虑，否则会相互影响，降低散热效果。
两台400W功放器安放在卫星天线系统防尘罩内，防尘罩下摆处有散热孔，通过前后对流和风扇散热（如图五）。南昌的夏天室外温度时常超过39℃，要保证高温天气下各类设备正常工作，选用了两台空调。两台空调外机按布局只能是并排摆在车顶，前后又有物体遮挡和其他散热系统存在，因此空调外机散热排风方向和散热效率是成为我们重点考虑因素。我们选择的发电机组是德国熊猫车载超静音发电机组，此发电机组采用双水冷散热系统，散热效率高，适合连续满负荷长时间工作。散热器安装方式灵活，拥有车顶、车侧、车底三种方式安装，我们选择车顶安装方式。散热器通过风扇垂直向上排热风，凉风从散热器底部进入，形成风冷热交换气流，提高了各散热系统的效率。
由于车体自身空间的限制，加上各种设备开启后散热风扇齐转，导控区工作时的噪音较大。噪声源主要来自车内设备风扇、空调出风、车顶设备运行所产生的震动传导引起共振。设备风扇产生的噪音无法人为降低，但空调系统所产生的部分噪音是可以人为降低的。空调系统所产生的噪音主要来自外机与车顶引起的共振（低频）和空调通风管道、出风口制作工艺所产生风噪。空调外机工作时所产生的震动会通过固体传导给车顶，而原车顶结构本身是一个易产生震动的空腔体，此时空调外机产生的震动与传导到车顶的震动极易产生叠加形成共振，将外机的震动噪声放大，而这种震动噪声是一种嗡嗡的低频噪声，会让人感到特别难受。降低这种噪音一般通过调整压缩机底角弹簧来减小震动幅度，改变震动频率。然后再在空调外机与车顶固定法兰衔接处增加软性减震构件，降低震动传导给车顶的能量，共振引起的嗡嗡低频噪声会有所降低。同时在空调风道增加柔性贴面材料，空调出风口打磨毛刺和锐角。经过这些综合处理，空调噪音会大大降低。当然，此类噪声的控制要在监造过程去发现和调整，如果整车完成后再来调整将非常困难。
车顶棚改造应注意的几个问题
一、空调外机出风口与车顶结合处的防水处理。尽量不要让空调外机出风口直接与车顶开口处对接，而是通过一个具有一定高度的梯型法兰盘对接。一方面能给今后空调外机的维护和维修留有拆装空间，另一方面可以有效提高车顶防水高度（高出原车顶平面）。
二、倒J型管子的高度。此处为整车内外所有线路进出车体的地方。由于是倒J型管子，所以安装后管子进线口的开口是朝下的，雨水不会直接通过管道进入车体内部。
三、车顶设备承载平台的排水孔。为了使整个车顶受力均衡和提高整体承载强度，车顶设备承载平台周边是与原车顶结构形状紧密吻合的，没有间隙。平台工作面与原车顶面形成一个长方体，在遇到下雨时会有雨水进入平台下方，雨水一般会通过平台设在四个角上的排水孔流到平台外边。
四、由于在车顶尾部并排安放了两台空调外机，日常技术人员无法从车顶尾部走到车顶前部（上车顶扶梯在车尾门上），给车顶设备维护和维修带来不便。为此，我们在车顶平台上增加了一个可拆装的跨桥，横跨在空调外机上。平时可通过跨桥走到车顶前部，对卫星天线系统进行必要保养和维护。如遇对空调外机进行维修时，可将跨桥卸掉，保证了日常设备维护的便捷性。
小结
车辆经过改装后，静、动态的车状安全，在恶劣气候条件下各设备系统能安全有效地工作。2017年的夏天，南昌气温创历史新高，预报气温40℃以上达多日。衛星直播车参与了中国人民解放军建军90周年、南昌国际马拉松等大型活动。在各项活动期间，卫星直播车连续多日全天侯工作（自备发电供电），供电、空调等系统工作一切正常，经受住了高温、高湿度、特大暴雨、超长连续工作时间等考验。
（作者单位：南昌广播电视台）
