UA125954C2 - Housing of a transceiver module of an antenna array - Google Patents
Housing of a transceiver module of an antenna array Download PDFInfo
- Publication number
- UA125954C2 UA125954C2 UAA202007895A UAA202007895A UA125954C2 UA 125954 C2 UA125954 C2 UA 125954C2 UA A202007895 A UAA202007895 A UA A202007895A UA A202007895 A UAA202007895 A UA A202007895A UA 125954 C2 UA125954 C2 UA 125954C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- heat pipes
- base
- module
- heat
- horizon
- Prior art date
Links
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 241000219112 Cucumis Species 0.000 claims 2
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 claims 2
- FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N [4,6-bis(cyanoamino)-1,3,5-triazin-2-yl]cyanamide Chemical compound N#CNC1=NC(NC#N)=NC(NC#N)=N1 FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 102100029054 Homeobox protein notochord Human genes 0.000 description 4
- 101000634521 Homo sapiens Homeobox protein notochord Proteins 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N Propionic acid Substances CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
- H05K7/20336—Heat pipes, e.g. wicks or capillary pumps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/002—Protection against seismic waves, thermal radiation or other disturbances, e.g. nuclear explosion; Arrangements for improving the power handling capability of an antenna
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0087—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing antenna arrays
Abstract
Description
модуля, при цьому значення кута нахилу прямих каналів та плоских теплових труб в площині монтажної поверхні основи відносно горизонту визначено залежно від кута нахилу корпусу модуля в робочому положенні, за відповідною формулою. Технічний результат полягає в спрощенні конструкції та технології виготовлення. яmodule, while the value of the angle of inclination of straight channels and flat heat pipes in the plane of the mounting surface of the base relative to the horizon is determined depending on the angle of inclination of the module body in the working position, according to the corresponding formula. The technical result consists in simplifying the design and manufacturing technology. I
Кз че я Я зKz che I I am with
І м зх я Тк, ще й я У - йо й "а б з, Зв що ккд й. ба й Я ви ее В йон Ма 3 я КЗAnd m zhh I Tk, also I U - yo and "a b z, Zv that kkd y. ba y I you ee V ion Ma 3 I KZ
Мен Щ ка че шо м К ще яMen Sh ka che sho m K still me
Фіг. 5Fig. 5
Винахід належить до галузі радіолокаційної техніки, зокрема до активних фазованих антенних решіток (АФАР), а саме - до корпусів потужних надвисокочастотних приймально- передавальних модулів (ППМ) АФАР.The invention belongs to the field of radar technology, in particular to active phased antenna arrays (APAR), namely - to the housings of powerful ultra-high-frequency transceiver modules (RPM) of APAR.
До складу АФАР входить велика кількість (іноді до декількох тисяч) приймально- передавальних або передавальних надвисокочастотних (НВЧ) модулів. Основними активними електронними компонентами зазначених модулів АФАР є НВЧ транзистори або НВЧ монолітні інтегральні схеми вихідних підсилювачів потужності. При коефіцієнті корисної дії вихідних підсилювачів потужності від 25 до 40 95 значна частина електричної енергії, що споживаєтьсяAFAR includes a large number (sometimes up to several thousand) of receiving-transmitting or transmitting ultra-high-frequency (HF) modules. The main active electronic components of these AFAR modules are microwave transistors or microwave monolithic integrated circuits of output power amplifiers. With the efficiency factor of the output power amplifiers from 25 to 40 95, a significant part of the electrical energy consumed
НВЧ модулем, перетворюється в теплоту. В результаті підвищення температури активних електронних компонентів знижується надійність роботи НВЧ модулів і АФАР в цілому. Для зниження температури активних НВЧ електронних компонентів в конструкції модуля АФАР використовують засоби тепловідведення.microwave module, turns into heat. As a result of an increase in the temperature of active electronic components, the reliability of the operation of microwave modules and AFAR as a whole decreases. To reduce the temperature of active microwave electronic components in the design of the AFAR module, heat dissipation means are used.
Відомий герметичний електро- і теплопровідний корпус НВЧ модуля з мікрозборками, у середній частині якого виконана теплопровідна і екрануюча перегородка, що розділяє корпус на щонайменше два об'єми (див. патент України на корисну модель ША 14005 ), МПК НОБК 7/20 "Модуль", опубл. 17.04.2006). В відомому рішенні кожний об'єм герметизується окремою кришкою. До тепло- і електропровідної перегородки корпусу з протилежних боків приклеєні або припаяні тонкі друковані плати з мікрозборками. Теплота від мікрозборок передається кондукцією до тепло- і електропровідної перегородки корпусу через друковані плати.The well-known airtight electrical and heat-conducting case of the microwave module with micro-assemblies, in the middle part of which a heat-conducting and shielding partition is made, which divides the case into at least two volumes (see the patent of Ukraine for the utility model SHA 14005), IPC NOBK 7/20 "Module ", publ. 17.04.2006). In the known solution, each volume is sealed with a separate cover. Thin printed circuit boards with micro-assemblies are glued or soldered to the thermally and electrically conductive partition of the case on opposite sides. Heat from microassemblies is transferred by conduction to the thermally and electrically conductive partition of the case through printed circuit boards.
Недоліком відомого корпусу модуля є неефективність відведення теплоти від мікрозборок при підвищенні їхньої потужності, що обумовлено значним тепловим опором друкованої плати та низькою ефективністю відведення теплоти з поверхні корпусу природною конвекцією оточуючого повітря.The disadvantage of the known module housing is the inefficiency of heat removal from microassemblies when their power is increased, which is due to the significant thermal resistance of the printed circuit board and the low efficiency of heat removal from the surface of the housing by natural convection of the surrounding air.
Відома конструкція корпусу НВЧ передавального модуля АФАР С-діапазону (див. статтю:The design of the microwave housing of the AFAR C-band transmission module is known (see the article:
О.Т. Драк, В.Г. Жигалов, А.И. Задорожній, М.Д. Парнес. Опьіт решения задачи теплоотвода от передающего модуля АФАР. - "Злектроника и микрозлектроника СВЧ", 2015. - Т. 1, Мо 1. - С. 292-295, рис. 3), що містить основу у вигляді плити з теплопровідного матеріалу (алюмінієвий сплав ДІЄТ) товщиною б мм, на одній стороні якої виконано поглиблення в 2,6 мм для встановлення алюмінієвих пластин з активними НВЧ електронними компонентами, а наO.T. Drak, V.G. Zhigalov, A.I. Zadorozhnyi, M.D. Parnes. An example of solving the problem of heat dissipation from the AFAR transmitting module. - "Microwave Electronics and Microelectronics", 2015. - Vol. 1, Mo. 1. - P. 292-295, fig. 3), which contains a base in the form of a plate made of heat-conducting material (DIET aluminum alloy) with a thickness of mm, on one side of which there is a recess of 2.6 mm for installing aluminum plates with active microwave electronic components, and on
Зо протилежній стороні основи виконано ребра охолодження товщиною 1 мм, висотою 8 мм з кроком 4 мм. Для підвищення ефективності охолодження передбачено обдування ребер потоком повітря від вентилятора.On the opposite side of the base, there are cooling ribs 1 mm thick, 8 mm high with a step of 4 mm. To increase the efficiency of cooling, the fins are blown by air flow from the fan.
Недоліком відомої конструкції корпусу НВЧ модуля є перевищення максимального перегріву електронних компонентів відносно охолоджуючого повітря більше допустимого значення на 5"С, що обумовлено недостатньою теплопровідністю матеріалу основи корпусу модуля і недостатньою товщиною основи. Крім того, корпус має значний аеродинамічний опір, що обумовлено малим розміром (3 мм) повітряних каналів між ребрами охолодження. Підвищення аеродинамічного опору призводить до підвищення витрат електричної енергії на роботу вентилятора повітропроводу.The disadvantage of the known design of the microwave module housing is that the maximum overheating of the electronic components relative to the cooling air exceeds the permissible value by 5"C, which is due to the insufficient thermal conductivity of the material of the base of the module housing and the insufficient thickness of the base. In addition, the housing has significant aerodynamic resistance, which is due to its small size ( 3 mm) of air ducts between the cooling fins.The increase in aerodynamic resistance leads to an increase in the cost of electrical energy for the operation of the duct fan.
Відомий інший аналог - корпус модуля активної фазованої антенної решітки (патентAnother known analogue is the active phased antenna array module housing (patent
Російської Федерації КО 175877 01, МПК НОТО 21/00 (2006.01), "Корпус модуля активной фазированой антенной решетки", опубл. 21.12.2017), що містить теплопровідну основу з розташованими на ній місцями для установки охолоджуваних елементів, під якими, із забезпеченням теплового контакту з корпусом модуля, розташовані теплові труби так, що зони їх випаровування знаходяться під місцями для установки охолоджуваних елементів, а зони конденсації знаходяться з зовнішнього боку корпусу модуля і забезпечені пристроями повітряного охолодження, при цьому корпус модуля активної фазованої антенної решітки являє собою єдиний масив, безпосередньо в якому в паралельних каналах з гнітом на стінках та паропроводом сформовані теплові труби, що знаходяться в безпосередньому тепловому контакті між собою, а корпус модуля одночасно є стінками сформованих в ньому теплових труб.of the Russian Federation KO 175877 01, IPC NOTO 21/00 (2006.01), "Housing of the active phased array antenna module", publ. 21.12.2017), containing a heat-conducting base with places for installing cooled elements located on it, under which, ensuring thermal contact with the module body, heat pipes are located so that their evaporation zones are located under places for installing cooled elements, and condensation zones are located on the outside of the module body and equipped with air cooling devices, while the body of the active phased antenna array module is a single array directly in which heat pipes are formed in parallel channels with a wick on the walls and a steam pipe, which are in direct thermal contact with each other, and the body of the module is simultaneously the walls of the heat pipes formed in it.
Мінімальна відстань від місця установки охолоджуваного елемента до теплової труби дорівнює товщині стінки теплової труби з урахуванням технологічних вимог її виготовлення.The minimum distance from the place of installation of the cooled element to the heat pipe is equal to the thickness of the wall of the heat pipe, taking into account the technological requirements of its manufacture.
Основним недоліком відомого технічного рішення є низькі теплові характеристики, що обумовлено наступними причинами. По-перше, в алюмінієвих теплових трубах не можливо використати як теплоносій дистильовану воду, яка має найкращі теплофізичні характеристики порівняно з іншими рідинами. При тривалій взаємодії води з алюмінієм виділяється водень, що блокує зону конденсації теплової труби і суттєво підвищує її тепловий опір і збільшує перепад температури по тепловій трубі. По-друге, зниження теплових характеристик обумовлено неможливістю забезпечити надійний тепловий контакт між алюмінієвими корпусом та гнітом бо теплової труби. По-третє, виконання пристроїв повітряного охолодження ззовні основи збільшує довжину теплових труб, що знижує максимальний тепловий потік, який передають теплові труби.The main drawback of the known technical solution is low thermal characteristics, which is due to the following reasons. Firstly, it is not possible to use distilled water as a heat carrier in aluminum heat pipes, which has the best thermophysical characteristics compared to other liquids. When water interacts with aluminum for a long time, hydrogen is released, which blocks the condensation zone of the heat pipe and significantly increases its thermal resistance and increases the temperature difference along the heat pipe. Secondly, the decrease in thermal characteristics is caused by the impossibility of ensuring reliable thermal contact between the aluminum body and the wick of the heat pipe. Thirdly, the implementation of air cooling devices from the outside of the base increases the length of the heat pipes, which reduces the maximum heat flow transmitted by the heat pipes.
Іншим недоліком відомого аналогу є недостатня ремонтопридатність, оскільки при виходу з ладу однієї теплової труби відновити її працездатність без повного демонтажу всього модуля не можливо.Another disadvantage of the well-known analog is insufficient maintainability, since if one heat pipe fails, it is impossible to restore its operability without completely dismantling the entire module.
Найближчим аналогом винаходу, що заявляється, є корпус модуля активної фазованої антенної решітки (див. патент України ША 139015 ), МПК 92019.01) НОТО 21/00, НОБК 7/20 (2006.01), Е280 15/02 (2006.01), "Корпус модуля активної фазованої антенної решітки", опубл. 10.12.2019, бюл. Мо 23), що містить основу з першою та другою сторонами, з прямими поздовжніми каналами, місцями для установки охолоджуваних елементів та тепловими трубами з спеченим капілярно-пористим металоволокнистим гнітом на внутрішній поверхні корпусу теплових труб, встановленими горизонтально з забезпеченням теплового контакту в поздовжніх каналах основи так, що їхні зони випаровування знаходяться в області місць для установки охолоджуваних НВЧ елементів, а зони конденсації оснащено пристроями повітряного охолодження. Місця для установки охолоджуваних елементів розташовано на першій, монтажній, стороні основи, а пристрій повітряного охолодження виконано як одне ціле з основою корпусу у вигляді ребер охолодження на другій, протилежній першій, стороні основи.The closest analogue of the claimed invention is the active phased antenna array module housing (see Ukrainian patent No. 139015, IPC 92019.01) NOTO 21/00, NOBK 7/20 (2006.01), E280 15/02 (2006.01), "Module housing active phased antenna array", publ. 10.12.2019, Bull. Mo 23), containing a base with first and second sides, with straight longitudinal channels, places for installing cooling elements and heat pipes with sintered capillary-porous metal fiber wick on the inner surface of the heat pipe body, installed horizontally to ensure thermal contact in the longitudinal channels of the base so that their evaporation zones are in the area of places for installing cooled microwave elements, and the condensation zones are equipped with air cooling devices. Places for installation of cooled elements are located on the first, mounting, side of the base, and the air cooling device is made as one unit with the base of the case in the form of cooling ribs on the second, opposite to the first, side of the base.
Поздовжні канали виконано відкритими до першої, монтажної, сторони основи та розташовано горизонтально. Теплові труби виконано з міді плоскими з прямокутним або плоскоовальним поперечним перерізом, причому одна плоска поверхня корпусу кожної теплової труби в зоні випаровування є місцем для установки охолоджуваного елемента, а друга плоска поверхня корпусу кожної теплової труби знаходиться в тепловому контакті з пристроями повітряного охолодження. Як і прямі канали, теплові труби розміщено в монтажній площині основи також горизонтально. Основа корпусу модуля виконана з теплопровідного матеріалу. Відстань між плоскими тепловими трубами та ребрами охолодження є мінімальною з урахуванням технологічних вимог їхнього виготовлення та характеристик міцності основи корпусу модуля.Longitudinal channels are made open to the first, installation, side of the base and are located horizontally. Heat pipes are made of flat copper with a rectangular or flat-oval cross-section, and one flat surface of the body of each heat pipe in the evaporation zone is a place for installing the cooled element, and the second flat surface of the body of each heat pipe is in thermal contact with air cooling devices. Like straight channels, heat pipes are placed in the installation plane of the base also horizontally. The base of the module body is made of heat-conducting material. The distance between flat heat pipes and cooling fins is minimal, taking into account the technological requirements of their manufacture and the strength characteristics of the base of the module body.
Зазначений корпус модуля призначений для використання як у передавальних, так і у приймально-передавальних модулях АФАР.The specified module housing is intended for use in both transmitting and receiving-transmitting modules of AFAR.
Конструкція найближчого аналогу забезпечує використання в корпусі модуля мідних плоскихThe design of the closest analogue ensures the use of copper flats in the housing of the module
Зо теплових труб, створює надійний тепловий контакт спеченого металоволокнистого гніту з корпусом теплової труби, внаслідок чого підвищуються теплові характеристики корпусу модуля, покращується його ремонтопридатність та зменшується довжина і маса.From the heat pipes, it creates a reliable thermal contact of the sintered metal fiber wick with the heat pipe body, as a result of which the thermal characteristics of the module body are increased, its maintainability is improved, and the length and weight are reduced.
Недоліком найближчого аналогу є складність його конструкції та низька технологічність виготовлення. Це обумовлено складністю конструкції плоских теплових труб з спеченим металоволокнистим гнітом всередині та низькою технологічністю їхнього виготовлення. Так, при виготовленні плоскої теплової труби з міді її гніт виконують з відрізків мідних волокон методом спікання їх між собою та з корпусом теплової труби при високій температурі, наближеній до температури плавлення міді, в захисному середовищі або у вакуумі. Процес спікання триває декілька годин та потребує значних витрат електричної енергії.The disadvantage of the closest analogue is the complexity of its design and low manufacturability. This is due to the complexity of the design of flat heat pipes with a sintered metal fiber wick inside and the low manufacturability of their manufacture. Thus, in the manufacture of a flat heat pipe from copper, its wick is made from sections of copper fibers by sintering them together and with the body of the heat pipe at a high temperature, close to the melting temperature of copper, in a protective environment or in a vacuum. The sintering process lasts several hours and requires significant consumption of electrical energy.
В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу спрощення конструкції та підвищення технологічності виготовлення корпусу приймально-передавального модуля фазованої антенної решітки з вбудованими плоскими тепловими трубами.The basis of the claimed invention is the task of simplifying the design and increasing the manufacturability of manufacturing the housing of the receiving-transmitting module of the phased antenna array with built-in flat heat pipes.
Поставлена задача вирішується тим, що в корпусі приймально-передавального модуля антенної решітки, що містить основу з монтажною та теплообмінною поверхнями, прямими каналами і місцями для установки охолоджуваних елементів, розташованими на монтажній поверхні, та ребрами охолодження, виконаними на теплообмінній поверхні, плоскі теплові труби з гнітом на внутрішній поверхні корпусу теплових труб, встановлені з забезпеченням теплового контакту в прямих каналах основи так, що зони випаровування плоских теплових труб розташовано в області місць для установки охолоджуваних елементів, а зони конденсації теплових труб розташовано в області теплообмінної поверхні з ребрами охолодження, гніт в плоских теплових трубах виконано переважно в межах зони випаровування у вигляді різьбових канавок з дрібним кроком, а прямі канали та плоскі теплові труби розташовано нахилено відносно горизонту з забезпеченням перевищення зон конденсації теплових труб над їхніми зонами випаровування в робочому нахиленому положенні корпусу модуля, при цьому значення кута нахилу прямих каналів та плоских теплових труб в площині монтажної поверхні основи відносно горизонту визначено залежно від кута нахилу корпусу модуля в робочому положенні за формулою: ! Б о 2 апгвіп - Я -- віпр де х - кут нахилу прямих каналів та плоских теплових труб в площині монтажної поверхні основи корпусу модуля відносно горизонту, градус,The task is solved by the fact that in the housing of the antenna array receiving and transmitting module, which contains a base with mounting and heat exchange surfaces, direct channels and places for installing cooled elements located on the mounting surface, and cooling fins made on the heat exchange surface, flat heat pipes with a wick on the inner surface of the heat pipe body, installed to ensure thermal contact in the direct channels of the base so that the evaporation zone of the flat heat pipes is located in the area of places for installing the cooled elements, and the condensation zone of the heat pipes is located in the area of the heat exchange surface with cooling fins, wick in flat heat pipes, it is made mainly within the evaporation zone in the form of threaded grooves with a small pitch, and straight channels and flat heat pipes are located inclined relative to the horizon, ensuring that the condensation zones of the heat pipes exceed their evaporation zones in the working inclined position of the module housing, while the value of the angle of inclination of straight channels and flat heat pipes in the plane of the mounting surface of the base relative to the horizon is determined depending on the angle of inclination of the module housing in the working position according to the formula: ! B o 2 apgvip - I -- vipr de x - angle of inclination of straight channels and flat heat pipes in the plane of the mounting surface of the base of the module body relative to the horizon, degree,
В. кут нахилу монтажної площини основи корпусу модуля до горизонту в робочому нахиленому положенні, градус.B. the angle of inclination of the mounting plane of the base of the module body to the horizon in the working inclined position, degrees.
Різьбові канавки гніту в зоні випаровування теплових труб виконано з кроком, наприклад, від 0,05 до 0,5 мм. При цьому плоскі теплові труби частково заповнено рідким теплоносієм, який є корозійно сумісним з матеріалом корпусу теплових труб.The threaded grooves of the wick in the evaporation zone of the heat pipes are made with a step, for example, from 0.05 to 0.5 mm. At the same time, the flat heat pipes are partially filled with a liquid coolant, which is corrosively compatible with the material of the heat pipe body.
Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак винаходу і досягнутим технічним результатом полягає в наступному. Виконання плоских теплових труб з гнітом у вигляді різьбових канавок з дрібним кроком переважно в межах зони випаровування здійснюється за допомогою мітчика або різця і є простим з конструктивної точки зору та технологічним з точки зору виготовлення і, на відміну від найближчого аналогу, не потребує залучення тривалого у часі високотемпературного енергоємного технологічного процесу спікання. Спрощення конструкції та підвищення технологічності виготовлення одночасно поєднується з високою ефективністю відведення теплоти від місць для установки охолоджуваних елементів. Виконання гніту у вигляді різьбових канавок з дрібним кроком забезпечує збільшення центрів пароутворення та інтенсифікацію процесів теплообміну в зоні випаровування, а повернення конденсату з зони конденсації до зони випаровування плоских теплових труб при робочому нахиленому до горизонту положенні монтажної площини основи модуля досягається за рахунок виконання прямих каналів в монтажній площині основи та розміщення в них плоских теплових труб під кутом нахилу відносно горизонту, що визначено за формулою: ! я о 2 агвіп - - - віпр де х - кут нахилу прямих каналів та плоских теплових труб в площині монтажної поверхні основи корпусу модуля відносно горизонту, градус,The causal relationship between the set of essential features of the invention and the achieved technical result is as follows. The execution of flat heat pipes with a wick in the form of threaded grooves with a small pitch, mainly within the evaporation zone, is carried out with the help of a tap or a cutter and is simple from a constructive point of view and technological from the point of view of manufacturing and, unlike the closest analogue, does not require the involvement of a long time in times of the high-temperature, energy-intensive technological process of sintering. Simplification of the design and increase in the manufacturability of manufacturing are simultaneously combined with high efficiency of heat removal from places for installing cooled elements. The execution of the wick in the form of threaded grooves with a small pitch ensures an increase in the centers of vaporization and intensification of the heat exchange processes in the evaporation zone, and the return of condensate from the condensation zone to the evaporation zone of flat heat pipes in the working position of the mounting plane of the module base tilted to the horizon is achieved due to the execution of direct channels in mounting plane of the base and placement of flat heat pipes in them at an angle of inclination relative to the horizon, which is determined by the formula: ! i o 2 agvip - - - vipr de x - angle of inclination of straight channels and flat heat pipes in the plane of the mounting surface of the base of the module body relative to the horizon, degree,
В. кут нахилу монтажної площини основи корпусу модуля до горизонту в робочому нахиленому положенні, градус.B. the angle of inclination of the mounting plane of the base of the module body to the horizon in the working inclined position, degrees.
При значенні кута а, визначеному за зазначеною формулою, в робочому нахиленому від кутом В до горизонту положенні монтажної площини основи модуля досягається необхідна орієнтація плоских теплових труб в просторі з перевищенням зон конденсації над зонамиWith the value of the angle a, determined according to the specified formula, in the working position of the mounting plane of the base of the module tilted from the angle B to the horizon, the necessary orientation of the flat heat pipes in the space is achieved with the condensation zones exceeding the zones
Зо випаровування, яка забезпечує мінімальне значення теплового опору теплових труб з гнітом у вигляді різьбових канавок з дрібним кроком, надійну стабільну роботу теплових труб в робочому нахиленому положенні модуля і ефективне відведення теплоти від місць для установки охолоджуваних елементів. В іншому випадку, якщо б запропоноване технічне рішення не забезпечувало ефективне відведення теплоти, воно б не мало сенсу і промислової придатності.From evaporation, which ensures the minimum value of thermal resistance of heat pipes with a wick in the form of threaded grooves with a small pitch, reliable and stable operation of heat pipes in the working inclined position of the module and effective removal of heat from places for installing cooled elements. Otherwise, if the proposed technical solution did not provide effective heat removal, it would have no sense and industrial suitability.
Оскільки зазначена сукупність суттєвих ознак не відома з існуючого рівня техніки, то запропоноване технічне рішення є новим.Since the specified set of essential features is not known from the existing state of the art, the proposed technical solution is new.
Оскільки запропоноване нове технічне рішення для фахівця не є очевидним, тобто не випливає явно із рівня техніки, тому воно має винахідницький рівень.Since the proposed new technical solution is not obvious to a specialist, i.e. does not clearly follow from the prior art, it therefore has an inventive step.
Запропоноване технічне рішення є також промислово придатним і може бути використано при розробці нових та модернізації існуючих антенних решіток з приймально-передавальними модулями.The proposed technical solution is also industrially suitable and can be used in the development of new and modernization of existing antenna arrays with transceiver modules.
Зазначена сукупність суттєвих ознак забезпечує, порівняно з найближчим аналогом, спрощення конструкції і підвищення технологічності виготовлення корпусу приймально- передавального модуля антенної решітки при одночасному ефективному відведенні теплоти від місць для установки охолоджуваних елементів в робочому нахиленому положенні корпусу модуля.The specified set of essential features provides, compared to the closest analogue, a simplification of the design and an increase in the manufacturability of the antenna array receiving-transmitting module housing, while at the same time effectively removing heat from the places for installing the cooled elements in the working inclined position of the module housing.
Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленнями.The essence of the proposed invention is explained by drawings.
На фіг. 1 представлено загальний вигляд корпусу приймально-передавального модуля антенної решітки зі знятою верхньою кришкою.In fig. 1 shows a general view of the body of the receiving-transmitting module of the antenna array with the top cover removed.
На фіг. 2 наведено поперечний переріз корпусу модуля по лінії А-А.In fig. 2 shows a cross-section of the module body along line A-A.
На фіг. 3 зображено фрагмент І поперечного перерізу корпусу приймально-передавального модуля по лінії А-А у збільшеному масштабі.In fig. 3 shows fragment I of the cross-section of the receiving-transmitting module housing along the line A-A on an enlarged scale.
На фіг. 4 показано розташування корпусу модуля в робочому нахиленому положенні, вигляд збоку в перерізі.In fig. 4 shows the location of the module body in the working inclined position, side view in section.
На фіг. 5 зображено геометричну схему розташування площини монтажної поверхні корпусу модуля з прямими каналами та вбудованими тепловими трубами в робочому нахиленому положенні корпусу модуля відносно горизонтальної площини, з позначенням, зокрема, кутів, що входять до залежності для визначення кута нахилу теплових труб в монтажній площині основи корпусу модуля.In fig. 5 shows a geometric diagram of the location of the plane of the mounting surface of the module housing with straight channels and built-in heat pipes in the working tilted position of the module housing relative to the horizontal plane, with the designation, in particular, of the angles included in the dependence for determining the angle of inclination of the heat pipes in the mounting plane of the base of the module housing .
Корпус приймально-передавального модуля антенної решітки виконано з теплопровідного матеріалу, наприклад з алюмінію або алюмінієвого сплаву. Він містить основу 1 з двома поверхнями 2 та З (див. фіг. 1 та фіг. 2). Перша поверхня 2 є монтажною, а друга поверхня З є теплообмінною. На першій поверхні 2 основи 1 розташовано місця 4 для установки найбільш тепловиділяючих охолоджуваних НВЧ елементів (охолоджувані НВЧ елементи на фіг. 1 не показано). На другій, протилежній першій, поверхні З основи 1 виконано поздовжні ребра охолодження 5 (див. фіг. 2), наприклад, як одне ціле з основою 1 корпусу модуля.The case of the receiving-transmitting module of the antenna array is made of heat-conducting material, for example, aluminum or aluminum alloy. It contains a base 1 with two surfaces 2 and З (see fig. 1 and fig. 2). The first surface 2 is mounting, and the second surface C is heat exchange. On the first surface 2 of the base 1 there are places 4 for installing the most heat-emitting cooled microwave elements (cooled microwave elements are not shown in Fig. 1). On the second, opposite to the first, surface C of the base 1, longitudinal cooling ribs 5 (see Fig. 2) are made, for example, as one unit with the base 1 of the module body.
В основі 1 виконано прямі канали 6 та 7 (див. фіг. 1), наприклад, прямокутного перерізу (див. фіг. 3). При цьому прямі канали 6 та 7 виконано відкритими до першої, монтажної, поверхні 2 основи 1 та розташовано з нахилом під кутом а до горизонтальної осі ОХ (на фіг. 1, наприклад, точка О початку осі відповідає нижньому краю прямого каналу 7 і позначена стрілкою), яка паралельна горизонту та нижній горизонтальній грані основи 1. В прямих каналах 6 та 7 по обидві сторони від місць для установки охолоджуваних елементів 4 встановлено з забезпеченням теплового контакту та закріплено теплові труби 8 та 9 відповідно.In the base 1, straight channels 6 and 7 (see Fig. 1), for example, of rectangular cross-section (see Fig. 3), are made. At the same time, the straight channels 6 and 7 are made open to the first, mounting, surface 2 of the base 1 and are located at an angle a to the horizontal axis ОХ (in Fig. 1, for example, the point О of the beginning of the axis corresponds to the lower edge of the straight channel 7 and is indicated by an arrow ), which is parallel to the horizon and the lower horizontal face of the base 1. In the straight channels 6 and 7 on both sides of the places for installing the cooled elements 4 are installed with the provision of thermal contact and heat pipes 8 and 9 are fixed, respectively.
Теплові труби 8 та 9 виконано прямими та плоскими з товщиною, наприклад, від З до 6 мм.Heat pipes 8 and 9 are made straight and flat with a thickness, for example, from 3 to 6 mm.
Поперечний переріз теплових труб є, наприклад, прямокутним або плоскоовальним (див. фіг. 3).The cross-section of heat pipes is, for example, rectangular or flat-oval (see Fig. 3).
В інших варіантах виконання переріз теплової труби може мати іншу форму, наприклад, частково круглу з плоскою гранню, квадратну, у вигляді трапеції, багатогранника тощо.In other versions, the section of the heat pipe can have a different shape, for example, partially round with a flat face, square, in the form of a trapezoid, a polyhedron, etc.
Плоскими тепловими трубами в даному технічному рішенні вважаються такі теплові труби, корпус яких має щонайменше одну плоску грань. На внутрішній поверхні корпусу 10 теплових труб переважно в зоні випаровування, виконано гніт 11, наприклад, у вигляді різьбових канавок з дрібним кроком, наприклад, з кроком від 0,05 до 0,5 мм, за технологією, наприклад, відомою з патенту України на корисну модель ОА 133241 0, МПК (2006.01) Е280 15/02, В2ЗР 15/22 "Спосіб виготовлення гравітаційної теплової труби" // Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" / Ю.Є. Ніколаєнко, В.А. Рогачов. -Flat heat pipes in this technical solution are considered such heat pipes, the body of which has at least one flat face. On the inner surface of the housing 10 of the heat pipes, mainly in the evaporation zone, the wick 11 is made, for example, in the form of threaded grooves with a small pitch, for example, with a pitch of 0.05 to 0.5 mm, according to the technology, for example, known from the patent of Ukraine on useful model OA 133241 0, IPC (2006.01) Е280 15/02, В2ЗР 15/22 "Manufacturing method of gravity heat pipe" // National Technical University of Ukraine "Ihor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" / Yu.E. Nikolayenko, V.A. Rohachev. -
Опубл. 25.03.2019. Бюл. Мо 6. Заявка и201811023 від 08.11.2018 р.Publ. 25.03.2019. Bul. Mo. 6. Application No. 201811023 dated November 8, 2018.
Плоскі теплові труби 8 та 9 частково заповнено рідким теплоносієм (рівень теплоносія на фіг. 1 та фіг. З не показано), який є корозійно сумісним з матеріалом корпусу 10 теплових труб.The flat heat pipes 8 and 9 are partially filled with a liquid heat carrier (the level of the heat carrier in Fig. 1 and Fig. C is not shown), which is corrosively compatible with the material of the body 10 of the heat pipes.
В мідних теплових трубах рідким теплоносієм може бути, наприклад, хладон К1416.In copper heat pipes, the liquid coolant can be, for example, K1416 refrigerant.
Теплові труби 8 та 9 встановлено та закріплено в прямих каналах 6 та 7, відповідно, основи 1 таким чином, що їхні зони випаровування знаходяться в області місць 4 для установки охолоджуваних НВЧ елементів. Місця 4 для установки найбільш тепловиділяючих охолоджуваних НВЧ елементів розташовано, наприклад, в ряд, перпендикулярно до довжини основи 1 (див. фіг. 1). Товщина плоских теплових труб 8 та 9 виконана не меншою за глибини прямих каналів 6 або 7 відповідно (див. фіг. 2 та фіг. 3). За рахунок цього одна (перша) плоска поверхня корпусу 10 кожної теплової труби в зоні випаровування фактично є місцем 4 для установки охолоджуваного НВЧ елемента. В разі використання в приймально-передавальному модулі палет з декількома НВЧ елементами, наприклад, з двома, місце для установки палети з двома НВЧ елементами охоплює дві суміжні теплові труби (як це показано на фіг. 1 пунктирними лініями).The heat pipes 8 and 9 are installed and fixed in the direct channels 6 and 7, respectively, of the base 1 in such a way that their evaporation zones are in the area of the places 4 for installing the cooled microwave elements. Places 4 for installing the most heat-emitting cooled microwave elements are located, for example, in a row, perpendicular to the length of the base 1 (see Fig. 1). The thickness of the flat heat pipes 8 and 9 is not less than the depth of the straight channels 6 or 7, respectively (see Fig. 2 and Fig. 3). Due to this, one (first) flat surface of the housing 10 of each heat pipe in the evaporation zone is actually a place 4 for installing a cooled microwave element. In the case of using pallets with several microwave elements in the transceiver module, for example, with two, the place for installing the pallet with two microwave elements covers two adjacent heat pipes (as shown in Fig. 1 by dotted lines).
Друга, протилежна першій, плоска поверхня корпусу 10 кожної теплової труби знаходиться в тепловому контакті з теплообмінною поверхнею та ребрами охолодження 5, виконаними, наприклад, як одне ціле з основою 1 (див. фіг. 3). Таким чином, довжина зон конденсації теплових труб 8 та 9 практично дорівнює всій довжині теплових труб, окрім зон випаровування з незначною довжиною в місцях 4 для установки охолоджуваних елементів. Надійний тепловий контакт між тепловими трубами 8 та 9 та стінками прямих каналів 6 та 7 основи 1 забезпечено, наприклад, за допомогою шару 12 теплопровідного клею або припою. Відстань між другими плоскими поверхнями корпусу 10 теплових труб 8 та 9 та теплообмінною поверхнею 3 основи 1 з ребрами охолодження 5 є мінімальною з урахуванням технологічних вимог їхнього виготовлення та характеристик міцності основи корпусу модуля, і може складати, наприклад, від 1,5 до З мм.The second, opposite to the first, flat surface of the housing 10 of each heat pipe is in thermal contact with the heat exchange surface and the cooling ribs 5, made, for example, as one unit with the base 1 (see Fig. 3). Thus, the length of the condensation zones of the heat pipes 8 and 9 is practically equal to the entire length of the heat pipes, except for the evaporation zones with an insignificant length in places 4 for installing the cooled elements. Reliable thermal contact between the heat pipes 8 and 9 and the walls of the straight channels 6 and 7 of the base 1 is ensured, for example, by means of a layer 12 of heat-conducting glue or solder. The distance between the second flat surfaces of the housing 10 of the heat pipes 8 and 9 and the heat exchange surface 3 of the base 1 with cooling ribs 5 is minimal, taking into account the technological requirements of their manufacture and the strength characteristics of the base of the module housing, and can be, for example, from 1.5 to 3 mm .
Робоче положення приймально-передавального модуля в складі АФАР є нахиленим до горизонту (див., наприклад, патент України ША 123372 ОО на корисну модель "Антенно- апаратний модуль мобільної радіолокаційної станції", МПК (2018.01) НОТО 1/27 (2006.01), НОТО 21/00 // власник: КП "НВК "Іскра", м. Запоріжжя / винахідники: Л.В. Бортюк, А.А. Денека, В.Я.The working position of the transceiver module as part of the AFAR is tilted to the horizon (see, for example, Ukrainian patent No. 123372 OO for the utility model "Antenna-hardware module of a mobile radar station", IPC (2018.01) NOTO 1/27 (2006.01), NOTO 21/00 // owner: KP "NVC "Iskra", Zaporizhzhia / inventors: L.V. Bortyuk, A.A. Deneka, V.Ya.
Кононович, І.С. Пресняк, В.Ф. Траїлін, О.Л. Хара. - Опубл. 26.02.2018, бюл. Мо 4) під певним кутом В до горизонту (див. фіг. 4 та фіг 5). Значення цього кута для кожної АФАР відомо і визначається її тактико-технічними характеристиками. бо На фіг. 5 прийнято наступні позначення:Kononovych, I.S. Presnyak, V.F. Trailin, O.L. Hara - Publ. 26.02.2018, Bull. Mo 4) at a certain angle B to the horizon (see Fig. 4 and Fig. 5). The value of this angle for each AFAR is known and determined by its tactical and technical characteristics. because in fig. 5 the following designations are adopted:
о - початок осей координат;o - origin of coordinate axes;
Х, У, 2 - осі координат; а - перевищення зони конденсації теплової труби над зоною випаровування (відстань від кінцевої точки теплової труби до площини ХОХУ), м; | - довжина теплової труби та довжина каналів (однакові), м; є - кут нахилу прямих каналів та плоских теплових труб в площині монтажної поверхні основи корпусу модуля відносно горизонту, градус;X, Y, 2 - coordinate axes; a - excess of the condensation zone of the heat pipe above the evaporation zone (distance from the end point of the heat pipe to the plane of the heat pipe), m; | - the length of the heat pipe and the length of the channels (the same), m; is - the angle of inclination of straight channels and flat heat pipes in the plane of the mounting surface of the base of the module body relative to the horizon, degree;
В. кут нахилу монтажної площини основи корпусу модуля до горизонту в робочому нахиленому положенні, градус (кут між площиною з тепловими трубами та площиною ХОУ);B. angle of inclination of the mounting plane of the base of the module body to the horizon in the working inclined position, degree (angle between the plane with the heat pipes and the plane of the HOU);
Ф - кут нахилу теплової труби в просторі відносно горизонту (на фіг. 5 площина горизонтуФ is the angle of inclination of the heat pipe in space relative to the horizon (in Fig. 5, the horizon plane
ХОМ позначена пунктирними лініями) в робочому нахиленому під кутом В до горизонту положенні монтажної поверхні основи корпусу модуля (кут між тепловою трубою і проекцією труби в площині ХОУ), градус.HOM is indicated by dotted lines) in the working position of the mounting surface of the base of the module body tilted at an angle B to the horizon (the angle between the heat pipe and the projection of the pipe in the HOH plane), degree.
З фіг. 5 проєкція теплової труби на площину О2: р віпо: .From fig. 5 projection of the heat pipe on the plane O2: p vipo: .
Відстань від кінцевої точки теплової труби до площини ХОМ (перевищення зони конденсації .а- у в8віпр - І. віпо:-віпр над зоною випаровування): р .The distance from the end point of the heat pipe to the HOM plane (exceeding the condensation zone .a- in v8vipr - I. vipo:-vipr above the evaporation zone): r .
Синус кута ? між тепловою трубою і проєкцією труби в площині ХОУ: . а І.віпосеовіпрр о. й зіпФ- т 227р75 7 ВіпосвіпрThe sine of the angle? between the heat pipe and the projection of the pipe in the HOU plane: . and I. viposeoviprr o. and zipF-t 227r75 7 Viposvipr
Тоді формули для синуса кута а та самого кута « залежно від співвідношення інших кутів мають вигляд: взіпо; - Зпе віпр , ! я о 2 агвіп - - - віпрThen the formulas for the sine of the angle a and the angle « depending on the ratio of other angles have the form: together; - Sing boar! I am at 2 a.m. - - - vipr
Тепловий опір теплових труб залежить від їхньої орієнтації у просторі. Наприклад, в горизонтальному положенні теплової труби (?:- 02) з гнітом у вигляді різьбових канавок перевищення зон конденсації над зонами випаровування теплових труб відсутні і сила гравітації не забезпечує повернення конденсату в зону випаровування. Тому на мідній тепловій трубі з теплоносієм хладон К1416 довжиною 250 мм (найбільш раціональний розмір для застосування в базовому варіанті приймально-передавального модуля) було проведено експериментальні дослідження щодо визначення допустимого значення кута ?, при якому повернення конденсатуThe thermal resistance of heat pipes depends on their orientation in space. For example, in the horizontal position of a heat pipe (?:- 02) with a wick in the form of threaded grooves, there are no condensation zones exceeding the evaporation zones of the heat pipes, and the force of gravity does not ensure the return of condensate to the evaporation zone. Therefore, on a copper heat pipe with a Hladon K1416 coolant with a length of 250 mm (the most rational size for use in the basic version of the receiving-transmitting module), experimental studies were conducted to determine the permissible value of the angle ?, at which the return of condensate
Зо з зони конденсації до зони випаровування за рахунок дії сили гравітації забезпечує прийнятне значення теплового опору теплової труби і її стабільну роботу в складі корпусу модуля та, за рахунок цього, забезпечує ефективне відведення теплоти від місць для установки охолоджуваних елементів. Прийнятним для відведення теплоти в складі модуля є тепловий опір теплової труби не більше 0,35 "С/Вт.From the condensation zone to the evaporation zone due to the action of gravity ensures an acceptable value of the thermal resistance of the heat pipe and its stable operation as part of the module body and, due to this, ensures effective removal of heat from places for installing cooled elements. Acceptable for heat removal in the module is the thermal resistance of the heat pipe no more than 0.35 "C/W.
Результати дослідження наведено в таблиці.The results of the study are shown in the table.
Таблиця есте ее Тева Те тт горизонту, градус (Тепловийопір ТТ, "С/Вт. | 1,62)| 0,97 (0601054 | 032 | 0,91 | 0,31 | 0,31 | 0,32Table este ee Teva Te tt horizon, degree (Thermal resistance TT, "S/W. | 1.62)| 0.97 (0601054 | 032 | 0.91 | 0.31 | 0.31 | 0.32
З таблиці видно, що прийнятні значення теплового опору теплова труба має при орієнтації в просторі, коли кут ? нахилу теплової труби до горизонту дорівнює 15" або більше. Виходячи з того, що синус кута 15" дорівнює 0,2588, формула для визначення кута са нахилу прямих каналів та плоских теплових труб в площині монтажної поверхні основи корпусу модуля відносно горизонту, градус, матиме вигляд: ! Б о 2 агвіп - - - віпрIt can be seen from the table that the heat pipe has acceptable values of thermal resistance when oriented in space, when the angle ? the inclination of the heat pipe to the horizon is 15" or more. Based on the fact that the sine of the angle of 15" is equal to 0.2588, the formula for determining the angle of inclination of straight channels and flat heat pipes in the plane of the mounting surface of the base of the module body relative to the horizon, degree, will have appearance: ! B o 2 agvip - - - vipr
Користуючись цією формулою, конструктор приймально-передавального модуля, знаючи задане значення кута В нахилу корпусу модуля в антенній решітці (в градусах), може визначити кут х нахилу прямих каналів та плоских теплових труб в площині монтажної поверхні основи корпусу модуля відносно горизонту (в градусах).Using this formula, the designer of the transceiver module, knowing the given value of the angle B of the inclination of the module body in the antenna array (in degrees), can determine the angle x of the inclination of straight channels and flat heat pipes in the plane of the mounting surface of the base of the module body relative to the horizon (in degrees) .
Робота запропонованого корпусу приймально-передавального модуля антенної решітки полягає в наступному.The operation of the proposed body of the antenna array transceiver module is as follows.
При підведенні теплового потоку від охолоджуваних НВЧ елементів до місць 4 для їхньої установки, відповідно, в зоні випаровування теплових труб 8 та 9 тепловий потік за рахунок теплопровідності матеріалу стінки корпусу 10 теплових труб передається до гніту 11. Рідкий теплоносій, що знаходиться в різьбових канавках гніту 11, починає кипіти, інтенсивно поглинаючи при цьому підведену теплоту. Пара теплоносія рухається вздовж парового простору теплових труб та конденсується на внутрішній поверхні теплових труб в зоні конденсації, віддаючи при цьому теплоту пароутворення корпусу 10 в зоні конденсації плоских теплових труб. Виділена при цьому теплота передається теплопровідністю через стінку корпусу 10 теплових труб, що контактує з основою 1, через шар теплопровідного клею або припою в зоні контакту між ними - до основи 1 корпусу модуля та через тіло основи 1 до теплообмінної поверхні З з ребрами охолодження 5, які обдуваються повітряним потоком від вентиляторів (вентилятори на фігурах 1-4 не показано). Сконденсований теплоносій завдяки розміщенню плоских теплових труб в монтажній площині основи корпусу модуля з нахилом під кутом 5 до горизонту відносно горизонту з забезпеченням перевищення зон конденсації над зонами випаровування в робочому нахиленому під кутом В положенні монтажної поверхні основи корпусу модуля до горизонту (див. фіг. 4 та фіг. 5) за рахунок дії сили гравітації повертається до зони випаровування теплових труб і цикл передачі теплоти повторюється.When bringing the heat flow from the cooled microwave elements to places 4 for their installation, respectively, in the evaporation zone of the heat pipes 8 and 9, the heat flow due to the thermal conductivity of the material of the wall of the body 10 of the heat pipes is transferred to the wick 11. The liquid coolant located in the threaded grooves of the wick 11, begins to boil, intensively absorbing the supplied heat. The steam of the coolant moves along the steam space of the heat pipes and condenses on the inner surface of the heat pipes in the condensation zone, giving off the heat of vaporization of the housing 10 in the condensation zone of the flat heat pipes. The heat released in this case is transferred by thermal conductivity through the wall of the body 10 of the heat pipes, which is in contact with the base 1, through a layer of heat-conducting glue or solder in the contact zone between them - to the base 1 of the module body and through the body of the base 1 to the heat exchange surface C with cooling fins 5, which are blown by air flow from fans (fans are not shown in figures 1-4). Condensed heat carrier due to the placement of flat heat pipes in the mounting plane of the base of the module body with an inclination at an angle of 5 to the horizon relative to the horizon, ensuring the excess of condensation zones over the evaporation zones in the working position inclined at an angle In the position of the mounting surface of the base of the module body to the horizon (see Fig. 4 and Fig. 5) due to the action of gravity, it returns to the evaporation zone of the heat pipes and the cycle of heat transfer is repeated.
Порівняно з найближчим аналогом, заявлений корпус приймально-передавального модуля антенної решітки має спрощену конструкцію та підвищену технологічність виготовлення при одночасному ефективному відведенні теплоти. Спрощення конструкції та підвищення технологічності виготовлення модуля забезпечено більш простою конструкцією теплових труб з гнітом у вигляді різьбових канавок в зоні випаровування, виготовлення яких здійснюється за допомогою машинного мітчика або різця, не потребує залучення тривалого у часі та енергоємного високотемпературного процесу спікання і тому є високотехнологічним У виробництві. Одночасно сукупність суттєвих ознак забезпечує ефективне відведенні теплоти від місць для установки охолоджуваних елементів в робочому нахиленому положенні модуля.Compared to the closest analogue, the claimed body of the receiving-transmitting module of the antenna array has a simplified design and increased manufacturability with simultaneous effective heat removal. Simplification of the design and increase in the manufacturability of the module is ensured by a simpler design of heat pipes with a wick in the form of threaded grooves in the evaporation zone, the manufacture of which is carried out using a machine tap or a cutter, does not require the involvement of a time-consuming and energy-consuming high-temperature sintering process and is therefore high-tech in production . At the same time, a set of essential features ensures effective removal of heat from places for installing cooled elements in the module's working tilted position.
Зо Таким чином, запропонований корпус приймально-передавального модуля антенної решітки є новим, має винахідницький рівень, є промислово придатним технічним рішенням з спрощеною конструкцією та підвищеною технологічністю виготовлення і може бути використаний для ефективного відведення теплоти від потужних охолоджуваних НВЧ елементів приймально- передавальних модулів активних фазованих антенних решіток перспективних РЛС та при модернізації існуючих РЛС.Thus, the proposed body of the antenna array receiving-transmitting module is new, has an inventive level, is an industrially suitable technical solution with a simplified design and increased manufacturability, and can be used for effective heat removal from powerful cooled microwave elements of receiving-transmitting modules of active phased antenna arrays of prospective radars and in the modernization of existing radars.
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA202007895A UA125954C2 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Housing of a transceiver module of an antenna array |
| PCT/UA2021/000058 WO2022125053A1 (en) | 2020-12-09 | 2021-06-17 | Housing of transmit/receive module for array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA202007895A UA125954C2 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Housing of a transceiver module of an antenna array |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA125954C2 true UA125954C2 (en) | 2022-07-13 |
Family
ID=81974481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA202007895A UA125954C2 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Housing of a transceiver module of an antenna array |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA125954C2 (en) |
| WO (1) | WO2022125053A1 (en) |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1869024A (en) * | 1929-10-29 | 1932-07-26 | Charles M Scott | Radio antenna appliance |
| JPS55115704A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-05 | Denki Kogyo Kk | Short wave antenna |
| IL154525A (en) * | 2003-02-18 | 2011-07-31 | Starling Advanced Comm Ltd | Low profile antenna for satellite communication |
| JP6763633B2 (en) * | 2017-02-21 | 2020-09-30 | 三菱電機株式会社 | Reflect array antenna |
| RU175877U1 (en) * | 2017-06-05 | 2017-12-21 | Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE |
| RU179700U1 (en) * | 2017-11-09 | 2018-05-22 | Открытое акционерное общество "Научно-технический институт "Радиосвязь" (ОАО "НТИ "Радиосвязь") | ULTRA-BAND LOGOPERIODIC ANTENNA WITH COLLINEAR VIBRATORS |
| CN108649336B (en) * | 2018-05-17 | 2019-10-25 | 西安电子科技大学 | A kind of super skin antenna in three squints of bireflectance list transmission |
| RU2691277C1 (en) * | 2018-08-01 | 2019-06-11 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Mobile antenna |
| RU188638U1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-04-18 | Открытое акционерное общество "Научно-технический институт "Радиосвязь" (ОАО "НТИ "Радиосвязь") | ANTENNA GRID OF TURNICET TYPE KV RANGE |
| UA139015U (en) * | 2019-06-21 | 2019-12-10 | Національний Технічний Університет України "Київський Політехнічний Інститут Імені Ігоря Сікорського" | ACTIVE PHASE ANTENNA GRID MODULE HOUSING |
-
2020
- 2020-12-09 UA UAA202007895A patent/UA125954C2/en unknown
-
2021
- 2021-06-17 WO PCT/UA2021/000058 patent/WO2022125053A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022125053A1 (en) | 2022-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7019973B2 (en) | Circuit cooling apparatus | |
| EP2270413A1 (en) | Anti-gravity thermosyphon heat exchanger and a power module | |
| CN203327471U (en) | Heat radiation structure and hand-held electronic device with heat radiation structure | |
| EP2170030A2 (en) | Electronic apparatus | |
| US20160327996A1 (en) | Cooling module and electronic device | |
| WO2017189155A1 (en) | Wickless capillary driven constrained vapor bubble heat pipes for application in display devices | |
| TWI593343B (en) | Flexible thermal interface for electronics | |
| JP2011002211A (en) | Electronic equipment | |
| CN104349637A (en) | Heat dissipation structure, and hand-held electronic device provided with same | |
| IT201600108608A1 (en) | COOLING SYSTEM OF ELECTRONIC COMPONENTS HEAT PRODUCERS | |
| US20060032617A1 (en) | Heat sink electronic components | |
| UA125954C2 (en) | Housing of a transceiver module of an antenna array | |
| CN210515205U (en) | Radiating fin for notebook computer circuit board | |
| CN210381763U (en) | Heat dissipation device, radio remote unit, baseband processing unit and base station | |
| RU2297661C2 (en) | Passive cooling system for desktop computers | |
| UA139015U (en) | ACTIVE PHASE ANTENNA GRID MODULE HOUSING | |
| UA147733U (en) | HOUSING OF THE RECEIVING AND TRANSMITTING MODULE OF THE ANTENNA GRILL | |
| CN209659709U (en) | A kind of pcb board with radiator structure | |
| KR200263467Y1 (en) | Device for heat dissipation using thermal base in communication equipment | |
| JPWO2013089162A1 (en) | Cooling structure for thin electronic device and electronic device using the same | |
| JPWO2018043312A1 (en) | heatsink | |
| JPWO2019168146A1 (en) | heatsink | |
| US20190074239A1 (en) | Heat transfer adapter plate | |
| CN214960746U (en) | Semiconductor electronic refrigeration sheet radiating fan | |
| CN211953040U (en) | Outdoor unit of air conditioner |