[實用新型]一種一體化設計的星載相控陣和微通道冷板

有效

• 申請號: 201921582806.0
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN210224257U
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 馬二瑞;蔣桂忠;林士峰;蔣國偉;許紅陽;任烜;張筱嫻;張磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: H01Q1/02
• 分類號: H01Q1/02;H01Q21/06;F28D1/03;H05K7/20
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

本實用新型涉及一種一體化設計的星載相控陣和微通道冷板，所述星載相控陣包括T/R組件和天線組件，所述微通道冷板包括緊貼且固定的上蓋板和下蓋板，所述上蓋板和下蓋板之間設有工質流道，所述下蓋板的底部與T/R組件直接接觸，所述上蓋板的頂部安裝有天線組件。本實用新型具有重量輕、結構簡單、便于拆卸、換熱效率高、流量可控，使用靈活等特點。

技術領域

本實用新型涉及航空技術領域，具體涉及一種一體化設計的星載相控陣和微通道冷板。

背景技術

大功率星載相控陣部分主要包括數目眾多的星載相控陣T/R組件和星載相控陣天線陣列，相控陣熱耗主要在每個T/R組件的元器件上，總體形成一個規模巨大的多熱源矩陣，隨著航天技術的不斷發展，相控陣天線熱耗已上升至千瓦兩級甚至更高，其單機尺寸也在發展過程中逐漸小型化，單機功率密度及整機熱耗不斷增大。且組件中高功率放大器等電子元器件對溫度敏感，陣面溫度分布不均會導致T/R組件的相位不一致，從而影響相控陣性能，因此熱設計時相控陣設計的關鍵問題。目前應用于星載相控陣的散熱方式主要有單相流體回路散熱系統冷卻和熱管傳熱兩種。

上述單向流體回路散熱方式通常采用熱管加流體回路冷板的串聯方式進行散熱，該方式的散熱方法需要采用熱管將單機熱源集中值至熱交換面，通過在熱交換面布置流體回路冷板將熱量傳導至散熱面完成散熱。使用該方式進行散熱需要使用熱管將熱量集中，這對單機熱控設計提出了一定的需求，增加單機的設計復雜性，且對于熱流密度較大的場合不適用使用熱管進行傳熱。此外，由于需要增加冷板進行熱量收集、傳遞，對重量、資源消耗過大。

使用熱管串聯的方式進行散熱與上述方式相同，采用單機內置熱管將熱量收集后使用熱管傳導至散熱面。該種散熱方式由于多層熱阻的疊加，不適用于大功率器件的散熱。此外，由于航天器發展趨勢的限制，受限于星內安裝尺寸、熱管轉彎半徑、熱管無法在軌展開以及衛星本體尺寸散熱面的限制，該種散熱方法的已經不能夠完全滿足現階段星載大功率相控陣單機的散熱需求。

隨著近些年航天技術的飛速發展，星載相控陣單機熱耗以及功率密度不斷增加，傳統的散熱方式已經不能滿足現階段的需求。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供換熱效率高的一體化設計的星載相控陣和微通道冷板。

為了實現本實用新型之目的，本申請提供以下技術方案。

在第一方面中，本申請提供一種一體化設計的星載相控陣和微通道冷板，所述星載相控陣包括T/R組件和天線組件，所述微通道冷板包括緊貼且固定的上蓋板和下蓋板，所述上蓋板和下蓋板之間設有工質流道，所述下蓋板的底部與T/R組件直接接觸，所述上蓋板的頂部安裝有天線組件。

在第一方面的一種實施方式中，所述工質流道包括垂直于上蓋板和下蓋板接觸面的進口及出口、平行于上蓋板和下蓋板接觸面的流體通道，所述流體通道的一端與進口連接，另一端與出口連接，所述下蓋板的頂面設有槽道，所述槽道的頂部被上蓋板的底面覆蓋并共同形成所述流體通道。

在第一方面的一種實施方式中，所述流體通道呈之字形分布，且在轉折處設有擾流塊。

在第一方面的一種實施方式中，所述上蓋板和下蓋板上設有貫穿的T/R組件安裝沉孔、連接電纜安裝通孔，所述T/R組件安裝沉孔用于固定T/R組件和微通道冷板，所述連接電纜安裝通孔用于放置電纜，所述電纜用于連接T/R組件和天線組件，所述上蓋板設有用于安裝天線組件的螺紋孔。

在第一方面的一種實施方式中，所述T/R組件安裝沉孔、連接電纜安裝通孔以及螺紋孔與流體通道的距離≥3mm。

在第一方面的一種實施方式中，所述上蓋板和下蓋板通過釬焊的方式固定。

在第一方面的一種實施方式中，所述下蓋板設有減重槽。

在第一方面的一種實施方式中，所述下蓋板和T/R組件之間填充有導熱材料。