[發明專利]TR組件射頻模塊和電源模塊一體化設計

無效

• 申請號: 201310659605.7
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103605111A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 高玉良;萬建崗;張路;陳鵬;鄧靜
• 申請（專利權）人: 萬建崗;高玉良;張路
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明專利涉及雷達結構與工藝，是有源相控陣雷達TR組件的結構設計。

背景技術

TR組件是固態有源相控陣雷達技術含量和經濟比值最高的部件，其結構設計主要考慮減小組件的體積、重量，同時還要解決電磁兼容、散熱、批量生產等關鍵問題。目前的有源相控陣雷達TR組件普遍采用射頻模塊和電源模塊分立結構，雖然可以較好的解決電磁兼容和散熱問題，但卻增加了組件的體積和重量，提高了生產成本，難以滿足新一代有源相控陣雷達TR組件高性能、低成本、輕小型化、高可靠性的要求。

發明內容

為了解決TR組件由于射頻模塊和電源模塊分立設計，導致組件體積和重量大，生產成本高的問題，在T/R組件的結構設計中，將射頻組件與開關電源進行一體化設計，集成在一個模塊中，并采用強迫液冷進行散熱，在大幅降低組件的體積、重量和生產成本的同時，保證組件的可靠性。

本發明采用的技術方案是：對一整塊鎂鋁合金板坯料兩側進行數控銑削加工，形成兩個腔體，分別安裝射頻組件和開關電源，中間為兩側均帶熱負載的冷板。由于模塊的集成度相當高，熱量密度非常大，為了提高模塊工作穩定性和可靠性，采用強迫液冷的方式散熱，熱源部件采用低熱阻安裝，大大縮短傳熱路徑，減小熱阻，提高冷卻效率，熱源的正下方挖出液冷流道，冷板的流道采用易于加工的方形結構，并且為蛇形走向，以減小冷卻劑壓力損失，采用真空電子束焊進行流道蓋板密封，整個焊接過程在真空環境下完成；考慮到TR組件是一個高密度整件，結構復雜，而且模塊內包含多個功能模塊，既有大功率、高頻模擬發射信號，又有小功率、低頻數字檢測信號等，它們之間存在嚴重的電磁干擾問題，在對冷板坯料進行數控銑削加工前，對元器件進行合理的布局和布線，根據各模塊的尺寸留出相應的隔板，為各微波模塊提供屏蔽作用，并做好接地措施；組件上下蓋板采用金屬電屏蔽板，以屏蔽電磁泄漏，結構件表面鍍鎳處理，提高抗腐蝕性，保證長期低阻連接。

本發明的有益效果是：實現了T/R組件射頻模塊與電源模塊的一體化，滿足了T/R組件體積小、重量輕、結構緊湊、可靠性高的要求，便于批量化生產和調試。

四、附圖說明?

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖?1是TR組件腔體裝配圖

圖2是TR組件電源面腔體結構圖

圖3是TR組件水冷流道結構路線圖

圖4是TR組件水冷流道橫截面圖

圖5是TR組件射頻面腔體結構圖

圖6是TR組件電源面蓋板裝配圖

圖7?是TR組件射頻面蓋板裝配圖

五、具體實施方式

TR組件結構腔體如圖1所示，腔體加工主要包括流道的加工，開關電源及射頻組件安裝面的加工，首先將鎂鋁合金坯料的一面按照開關電源模塊的結構如圖2所示，進行數控銑削，形成一個腔體以安裝開關電源，此加工過程須保留0.5毫米加工余量，用于焊接后的加工。其次按照流道的結構路線如圖3所示，通過加工中心挖出冷卻流道，冷卻液流道采用易于加工的方形結構，如圖4所示，尺寸為5毫米???????????????????????????????????????????????8毫米，加工過程中保證流道的精度，使得冷卻液經過流道時暢通、散熱快，預留焊接深度工藝結構為2毫米，然后對流道進行蓋板密封，在保證熱傳導能力的同時要確保能承受一定壓力，因此冷板的冷卻液路蓋板采用真空電子束焊的方法，整個焊接過程在真空環境下完成，焊接溫度要求不高，焊接后材料表面無氧化，焊件變形很小，焊接蓋板厚度為1.5毫米，焊接完成后，通過加工中心設備對焊接面進行平面加工，使其平整度達到0.1毫米以下，表面光潔無焊疤，并對冷板流道進行氣密性檢驗，耐壓試壓測試，以防止冷卻液泄露；最后加工射頻組件面，其結構圖如圖5所示，由于射頻組件是一個高密度整件，結構復雜，而且組件內包含多個功能模塊，為減小模塊向外輻射電磁波造成對其它模塊的電磁影響，在對冷板進行數控銑削加工時，根據各模塊的尺寸留出相應的隔板，同時要降低加工應力，保證加工精度，避免冷板變形翹曲，降低冷板表面粗糙度，以減小射頻組件的接觸熱阻，提高散熱效率。組件電源面和射頻面蓋板采用金屬電屏蔽板，其結構如圖6、7所示，金屬屏蔽板用于屏蔽電磁泄漏，減小模塊向外輻射電磁波造成對其它模塊的電磁影響，金屬屏蔽板同時具有優良的機械強度和剛度，防止由于受力變形或損壞，外殼具有一定的防護等級，防止人體觸及或接近帶電部件，防止進水而引起有害影響，結構件表面鍍鎳處理，提高抗腐蝕性，保證長期低阻連接。