[發(fā)明專利]一種機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)天線的散熱裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110460197.3
• 申請(qǐng)日: 2011-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103188921A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳樹蕓;高廣君;趙鳳軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H05K7/20
• 分類號(hào): H05K7/20;H01Q3/30
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國(guó)城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)相控陣?yán)走_(dá)天線熱量大散熱困難的問題，提出用液冷冷板與T/R組件盒體內(nèi)敷設(shè)熱管的散熱方式，以實(shí)現(xiàn)相控陣?yán)走_(dá)天線的散熱。

背景技術(shù)

相控陣天線是雷達(dá)中最重要的部件之一，也是雷達(dá)中產(chǎn)生熱量最集中的部件。T/R組件盒體是天線實(shí)現(xiàn)收發(fā)功能的功率模塊，隨著天線輸出功率的增加，T/R組件盒體的發(fā)熱量也在增加，為了保證工作可靠，必須采取相應(yīng)散熱措施。

組成機(jī)載相控陣天線的各T/R組件盒體需要具有較好的溫度一致性。為了保證相控陣天線輻射波束的性能，要求組陣的各T/R組件盒體的發(fā)射功率盡量一致，由于環(huán)境溫度是影響T/R組件盒體輸出功率的重要因素，因此要求整個(gè)天線的T/R組件盒體要有好的溫度一致性。

每個(gè)T/R組件盒體內(nèi)部也要求有較好的溫度一致性。對(duì)于輸出功率較大的T/R組件，每個(gè)T/R組件盒體中一般采用多個(gè)功率器件輸出功率的合成，每個(gè)功率器件輸出功率都與溫度有關(guān)，這就要求同一T/R組件盒體內(nèi)部各功率器件之間也要有較好的溫度一致性。

另外，T/R組件盒體中功率器件的壽命和可靠性與溫度密切相關(guān)，隨著溫度的升高，功率器件的壽命按指數(shù)下降，要提高天線工作的可靠性就必須對(duì)T/R組件盒體進(jìn)行合理的散熱。

目前，機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)天線的散熱多采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，但風(fēng)冷有其局限性。在高空環(huán)境中，空氣稀薄，氣壓很低，風(fēng)扇的冷卻能力下降，強(qiáng)迫風(fēng)冷只能在T/R組件盒體的熱流密度較小，空間位置足夠的情況下進(jìn)行。對(duì)于頻段較高的雷達(dá)系統(tǒng)，天線尺寸小、輸出功率高，熱流密度大，單純采用風(fēng)冷很難滿足散熱要求。

有些機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)天線采用了液冷的方法散熱，將液體直接穿過T/R組件盒體，增加了T/R組件盒體設(shè)計(jì)的復(fù)雜度；另外液體接頭很多，防液體滲漏的設(shè)計(jì)非常困難，而且液體流阻較大，必須有足夠能力的液體泵推動(dòng)，因此整個(gè)天線的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜龐大，可維修性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是公開一種機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)天線的散熱裝置，以解決機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)天線的散熱問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種機(jī)載相控陣天線的散熱裝置，其包括熱管、液冷冷板、冷媒儲(chǔ)罐；在T/R盒體底面外側(cè)面靠近功率器件的部位鑲嵌熱管，利用熱管的高導(dǎo)熱性能使T/R組件盒體內(nèi)的各功率器件溫度均勻；

多個(gè)T/R盒體并列放置，在多個(gè)T/R盒體的兩側(cè)，各固置一塊液冷冷板作為支撐天線固定T/R盒體的安裝板，冷板液冷與多個(gè)T/R盒體用螺釘連接，兩液冷冷板與冷媒儲(chǔ)罐相通連，利用液冷冷板的高換熱性和液體流動(dòng)性把相控陣?yán)走_(dá)天線內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳出，利用液冷管將熱量傳導(dǎo)到便于散熱的空間，利用散熱器集中散熱。

所述的機(jī)載相控陣天線的散熱裝置，其所述液冷冷板，為封閉的箱體，液冷冷板上設(shè)有冷媒進(jìn)口、出口，分別與冷媒儲(chǔ)罐相連通；液冷冷板內(nèi)側(cè)面，即與多個(gè)T/R盒體的接觸面覆有銦箔，或涂覆導(dǎo)熱脂。

所述的機(jī)載相控陣天線的散熱裝置，其所述各固置一塊液冷冷板，是在多個(gè)T/R盒體的兩側(cè)，用螺釘將每個(gè)T/R盒固接在液冷冷板上。

所述的機(jī)載相控陣天線的散熱裝置，其特征是：所述多個(gè)T/R盒體，為2～8個(gè)。

本發(fā)明的有益效果是，給出了一種相控陣天線的散熱方法，與單純的風(fēng)冷相比提高了冷卻能力，與單純的液冷相比減少了水接頭數(shù)量，液體滲漏的幾率大大減小了，縮短了維修時(shí)間；與用單純液冷冷板冷卻相比，降低了器件溫度，提高了冷卻效率。該方法提高了系統(tǒng)工作的可靠性。

附圖說明

圖1是T/R組件盒體散熱設(shè)計(jì)示意圖；

圖2是相控陣天線T/R組件散熱部分裝配示意圖；

圖3是液冷環(huán)控系統(tǒng)框圖。

圖中標(biāo)號(hào)：

1-功率器件；??2-熱管；????3-T/R組件盒體；

4-冷板；??????5-入水口；??6-出水口；

7-涂導(dǎo)熱脂部分。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一種機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)天線的散熱裝置，是用液冷冷板與熱管結(jié)合的散熱方法對(duì)機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)天線的T/R組件進(jìn)行降溫。

1.在T/R組件盒體底部反面靠近功率器件的部位鑲嵌熱管，利用熱管的高導(dǎo)熱性能達(dá)到T/R組件盒體內(nèi)部各功率器件均溫的目的，如圖1所示。

2.采用液冷冷板作為支撐天線固定T/R組件盒體的兩側(cè)安裝板，如圖2所示，利用液冷冷板的高換熱性和液體流動(dòng)性把相控陣?yán)走_(dá)天線內(nèi)部產(chǎn)生的熱量傳出，利用液冷管將熱量傳導(dǎo)到便于散熱的空間利用散熱器等集中散熱。