CN103605111A - Tr组件射频模块和电源模块一体化设计 - Google Patents
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Abstract
一种应用于有源相控阵雷达结构与工艺的TR组件射频模块和电源模块一体化设计,对一整块镁铝合金板坯料两侧进行数控铣削加工,形成两个腔体,分别安装射频组件和开关电源,中间为两侧均带热负载的冷板,采用强迫液冷的方式散热,热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结构,并且为蛇形走向,通过真空电子束焊方法进行流道盖板密封,组件上下盖板采用金属电屏蔽板,以屏蔽电磁泄漏,TR组件表面镀镍处理,提高抗腐蚀性,保证长期低阻连接。
Description
技术领域
本发明专利涉及雷达结构与工艺,是有源相控阵雷达TR组件的结构设计。
背景技术
TR组件是固态有源相控阵雷达技术含量和经济比值最高的部件,其结构设计主要考虑减小组件的体积、重量,同时还要解决电磁兼容、散热、批量生产等关键问题。目前的有源相控阵雷达TR组件普遍采用射频模块和电源模块分立结构,虽然可以较好的解决电磁兼容和散热问题,但却增加了组件的体积和重量,提高了生产成本,难以满足新一代有源相控阵雷达TR组件高性能、低成本、轻小型化、高可靠性的要求。
发明内容
为了解决TR组件由于射频模块和电源模块分立设计,导致组件体积和重量大,生产成本高的问题,在T/R组件的结构设计中,将射频组件与开关电源进行一体化设计,集成在一个模块中,并采用强迫液冷进行散热,在大幅降低组件的体积、重量和生产成本的同时,保证组件的可靠性。
本发明采用的技术方案是:对一整块镁铝合金板坯料两侧进行数控铣削加工,形成两个腔体,分别安装射频组件和开关电源,中间为两侧均带热负载的冷板。由于模块的集成度相当高,热量密度非常大,为了提高模块工作稳定性和可靠性,采用强迫液冷的方式散热,热源部件采用低热阻安装,大大缩短传热路径,减小热阻,提高冷却效率,热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结构,并且为蛇形走向,以减小冷却剂压力损失,采用真空电子束焊进行流道盖板密封,整个焊接过程在真空环境下完成;考虑到TR组件是一个高密度整件,结构复杂,而且模块内包含多个功能模块,既有大功率、高频模拟发射信号,又有小功率、低频数字检测信号等,它们之间存在严重的电磁干扰问题,在对冷板坯料进行数控铣削加工前,对元器件进行合理的布局和布线,根据各模块的尺寸留出相应的隔板,为各微波模块提供屏蔽作用,并做好接地措施;组件上下盖板采用金属电屏蔽板,以屏蔽电磁泄漏,结构件表面镀镍处理,提高抗腐蚀性,保证长期低阻连接。
本发明的有益效果是:实现了T/R组件射频模块与电源模块的一体化,满足了T/R组件体积小、重量轻、结构紧凑、可靠性高的要求,便于批量化生产和调试。
四、附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图 1是TR组件腔体装配图
图2是TR组件电源面腔体结构图
图3是TR组件水冷流道结构路线图
图4是TR组件水冷流道横截面图
图5是TR组件射频面腔体结构图
图6是TR组件电源面盖板装配图
图7 是TR组件射频面盖板装配图
五、具体实施方式
TR组件结构腔体如图1所示,腔体加工主要包括流道的加工,开关电源及射频组件安装面的加工,首先将镁铝合金坯料的一面按照开关电源模块的结构如图2所示,进行数控铣削,形成一个腔体以安装开关电源,此加工过程须保留0.5毫米加工余量,用于焊接后的加工。其次按照流道的结构路线如图3所示,通过加工中心挖出冷却流道,冷却液流道采用易于加工的方形结构,如图4所示,尺寸为5毫米 8毫米,加工过程中保证流道的精度,使得冷却液经过流道时畅通、散热快,预留焊接深度工艺结构为2毫米,然后对流道进行盖板密封,在保证热传导能力的同时要确保能承受一定压力,因此冷板的冷却液路盖板采用真空电子束焊的方法,整个焊接过程在真空环境下完成,焊接温度要求不高,焊接后材料表面无氧化,焊件变形很小,焊接盖板厚度为1.5毫米,焊接完成后,通过加工中心设备对焊接面进行平面加工,使其平整度达到0.1毫米以下,表面光洁无焊疤,并对冷板流道进行气密性检验,耐压试压测试,以防止冷却液泄露;最后加工射频组件面,其结构图如图5所示,由于射频组件是一个高密度整件,结构复杂,而且组件内包含多个功能模块,为减小模块向外辐射电磁波造成对其它模块的电磁影响,在对冷板进行数控铣削加工时,根据各模块的尺寸留出相应的隔板,同时要降低加工应力,保证加工精度,避免冷板变形翘曲,降低冷板表面粗糙度,以减小射频组件的接触热阻,提高散热效率。组件电源面和射频面盖板采用金属电屏蔽板,其结构如图6、7所示,金属屏蔽板用于屏蔽电磁泄漏,减小模块向外辐射电磁波造成对其它模块的电磁影响,金属屏蔽板同时具有优良的机械强度和刚度,防止由于受力变形或损坏,外壳具有一定的防护等级,防止人体触及或接近带电部件,防止进水而引起有害影响,结构件表面镀镍处理,提高抗腐蚀性,保证长期低阻连接。
Claims (3)
1.有源相控阵雷达TR组件射频模块和电源模块一体化设计,将射频组件与开关电源进行一体化设计,集成在一个模块中,其特征是:对一整块高镁铝合金板坯料两侧进行数控铣削加工,形成两个腔体,分别安装射频组件和开关电源,中间为两侧均带热负载的冷板,采用强迫液冷的方式散热。
2.根据权利要求1所述的有源相控阵雷达TR组件射频模块和电源模块一体化设计,其特征是:热源部件采用低热阻安装,热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结构,并且为蛇形走向。
3.根据权利要求1所述的有源相控阵雷达TR组件射频模块和电源模块一体化设计,其特征是:冷板的冷却液路盖板采用真空电子束焊的方法,整个焊接过程在真空环境下完成。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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