CN109362206B - 一种星载高热流密度tr组件阵列集成安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及星载相控阵设备散热技术领域，公开了一种星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法。包括以下过程：将2个TR组件中间夹持高速均温导热的热管，所述热管两端均导出TR组件，形成独立TR组件模块；设置U型的左抱箍和右抱箍，所述左抱箍和右抱箍用于独立TR组件模块的集成安装；通过左抱箍和右抱箍集成N个独立TR组件模块，所述N为大于1的自然数。本发明的技术方法是首次在星载平台中使用的TR组件阵列集成散热系统。克服了星载相控阵天线内体积、重量限制等问题。在热沉面提供35℃～55℃温度区间条件下，实现了整个星载相控阵天线总共200W的散热能力，使TR组件内发热芯片进入稳态后，温度始终不高于85℃，从而保证了阵列单元的相位一致性。
Description
技术领域
本发明涉及星载相控阵设备散热技术领域，特别是一种星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法。
背景技术
通常的TR组件阵列集成及散热的结构设计方法是将独立的TR单元组合，形成TR组件，再将组件装入机箱。由于其集成度高，导致局部发热量大，热传导效率不高，在大规模阵列组成天线阵面时，通常需设计结构复杂的安装附件并配备液冷底板或风冷槽道。该结构设计方法产出的设备，往往尺寸过大、重量过重、在安装平台选择和平台内部位置选择时，不容易满足系统集成化和小型化的需求。由于星载产品无法采用液冷和风冷散热，传统的结构和热设计无法满足航天高密度散热要求，为此，发明了一种星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法。
本发明采用的技术方案如下：一种星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法，具体包括以下过程：步骤1，将2个TR组件中间夹持高速均温导热的热管，所述热管两端均导出TR组件，形成独立TR组件模块；步骤2，设置U型的左抱箍和右抱箍，所述左抱箍和右抱箍用于独立TR组件模块的集成安装；步骤3，通过左抱箍和右抱箍集成N个独立TR组件模块，所述N为大于1的自然数。
进一步的，所述步骤1的具体过程为：2个TR组件分别是第一TR组件和第二TR组件，在第一TR组件和第二TR组件发热芯片下方均设置一条贯通的半圆槽；在第一TR组件和第二TR组件两侧设置安装耳，用于集成独立TR组件模块后的对外连接；2个TR组件面对面安装使半圆槽对扣形成圆槽，所述圆槽夹持一根高速均温导热的热管。
进一步的，所述圆槽和高速均温导热的热管之间存在间隙，所述间隙用1W/mK导热脂填充。
进一步的，所述步骤2中具体过程包括：所述左抱箍和右抱箍外侧设置两个半圆槽热交换板，半圆槽热交换板的半圆槽下方设置导热加强筋用于安装固定热管和产生热交换面；所述左抱箍和右抱箍内侧采用粗糙度1.6的光滑表面夹持固定独立TR组件模块；所述左抱箍和右抱箍侧边预留有安装孔，用于与第一TR组件和第二TR组件两侧设置安装耳连接，来固定独立TR组件模块侧壁，用于独立TR组件模块在高度方向上的限位。
进一步的，所述星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法还设置了左右联接螺栓和上下联接螺栓，所述左右联接螺栓用于独立TR组件模块在宽度和深度方向上的锁紧限位；所述上下联接螺栓用于将独立TR组件固定集成在外围安装平台。
进一步的，所述星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法还设置了具有半圆槽的外围安装平台热管安装板，用于夹持独立TR组件模块导出的热管，并为外围安装平台热管提供热沉安装面。
进一步的，所述步骤3的具体过程为：步骤31，将步骤1得到的独立TR组件模块通过预留的安装孔固定在左抱箍和右抱箍上，热管分别穿过左右抱箍预留的安装孔，停留在左抱箍和右抱箍外侧半圆槽热交换板的半圆槽孔内，外围安装平台热管安装板的半圆槽再次与半圆槽热交换板的半圆槽完成对扣夹持，外围安装平台利用热沉安装面将热量传导至外部散热板；重复步骤31的过程，集成N个独立TR组件模块。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的技术方法是首次在星载平台中使用的TR组件阵列集成散热系统。克服了星载相控阵天线内体积限制、重量限制、设备布置等问题。
在热沉面提供35℃～55℃温度区间条件下，实现了整个星载相控阵天线总共200W的散热能力，使TR组件内发热芯片进入稳态后，温度始终不高于85℃，从而保证了阵列单元的相位一致性。
附图说明
图1是本发明独立TR组件模块的安装示意图。
图2是本发明星载高热流密度TR组件阵列集成安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
一种星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法，具体包括以下过程：
独立TR组件模块1的安装：
步骤1，如图1所示，将2个TR组件中间夹持高速均温导热的热管，所述热管两端均导出TR组件，形成独立TR组件模块1；
优选地，所述步骤1的具体过程为：2个TR组件分别是第一TR组件7和第二TR组件8，在第一TR组件7和第二TR组件8发热芯片下方均设置一条贯通的半圆槽；凹槽的位置根据实际电路中高热流密度芯片的数量和位置而定。
在第一TR组件7和第二TR组件8两侧设置安装耳，用于集成独立TR组件模块后的对外连接，例如与左抱箍和右抱箍的连接、外围安装平台的连接；2个TR组件面对面安装使半圆槽对扣形成圆槽，所述圆槽夹持一根高速均温导热的热管9。
优选地，所述圆槽和高速均温导热的热管9之间存在间隙，所述间隙用1W/mK导热脂填充。
外围固定装置的安装：
步骤2，如图2所示，设置U型的左抱箍2和右抱箍3，所述左抱箍2和右抱箍3用于独立TR组件模块1的集成安装；
所述步骤2中具体过程包括：所述左抱箍2和右抱箍3外侧设置两个半圆槽热交换板，半圆槽热交换板的半圆槽下方设置导热加强筋用于安装固定热管和产生热交换面，加强筋同时增强抱箍的抗弯曲力学性能的作用；所述左抱箍2和右抱箍3内侧采用粗糙度1.6的光滑表面夹持固定独立TR组件模块；所述左抱箍2和右抱箍3侧边预留有安装孔，用于与第一TR组件7和第二TR组件8两侧设置安装耳连接，来固定独立TR组件模块1侧壁，用于独立TR组件模块在高度方向上的限位。
优选地，所述星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法还设置了左右联接螺栓4和上下联接螺栓5，所述左右联接螺栓4用于独立TR组件模块在宽度和深度方向上的锁紧限位；所述上下联接螺栓5用于将独立TR组件固定集成在外围安装平台。
优选地，所述星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法还设置了具有半圆槽的外围安装平台热管安装板6，用于夹持独立TR组件模块1导出的热管9，并为外围安装平台热管提供热沉安装面。
将独立TR组件模块1安装固定在外围固定装置：
步骤3，通过左抱箍和右抱箍集成N个独立TR组件模块，所述N为大于1的自然数。
优选地，所述步骤3的具体过程为：步骤31，将步骤1得到的独立TR组件模块1通过预留的安装孔固定在左抱箍2和右抱箍3上，热管分别穿过左右抱箍预留的安装孔，停留在左抱箍2和右抱箍3外侧半圆槽热交换板的半圆槽孔内，外围安装平台热管安装板的半圆槽再次与半圆槽热交换板的半圆槽完成对扣夹持，外围安装平台利用热沉安装面将热量传导至外部散热板；重复步骤31的过程，集成N个独立TR组件模块，TR组件阵列形成了一套完整结构和热传导途径。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法，其特征在于，具体包括以下过程：步骤1，将2个TR组件中间夹持均温导热的热管，所述热管两端均导出TR组件，形成独立TR组件模块；步骤2，设置U型的左抱箍和右抱箍，所述左抱箍和右抱箍用于独立TR组件模块的集成安装；步骤3，通过左抱箍和右抱箍集成N个独立TR组件模块，所述N为大于1的自然数。
2.如权利要求1所述的星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程为：2个TR组件分别是第一TR组件和第二TR组件，在第一TR组件和第二TR组件发热芯片下方均设置一条贯通的半圆槽；在第一TR组件和第二TR组件两侧设置安装耳，用于集成独立TR组件模块后的对外连接；2个TR组件面对面安装使半圆槽对扣形成圆槽，所述圆槽夹持一根均温导热的热管。
3.如权利要求2所述的星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法，其特征在于，所述圆槽和均温导热的热管之间存在间隙，所述间隙用1W/mK导热脂填充。
4.如权利要求3所述的星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法，其特征在于，所述步骤2中具体过程包括：所述左抱箍和右抱箍外侧设置两个半圆槽热交换板，半圆槽热交换板的半圆槽下方设置导热加强筋用于安装固定热管和产生热交换面；所述左抱箍和右抱箍内侧采用粗糙度1.6的光滑表面夹持固定独立TR组件模块；所述左抱箍和右抱箍侧边预留有安装孔，用于与第一TR组件和第二TR组件两侧设置安装耳连接，来固定独立TR组件模块侧壁，用于独立TR组件模块在高度方向上的限位。
5.如权利要求4所述的星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法，其特征在于，所述星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法还设置了左右联接螺栓和上下联接螺栓，所述左右联接螺栓用于独立TR组件模块在宽度和深度方向上的锁紧限位；所述上下联接螺栓用于将独立TR组件固定集成在外围安装平台。
6.如权利要求5所述的星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法，其特征在于，所述星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法还设置了具有半圆槽的外围安装平台热管安装板，用于夹持独立TR组件模块导出的热管，并为外围安装平台热管提供热沉安装面。
7.如权利要求6所述的星载高热流密度TR组件阵列集成安装方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：步骤31，将步骤1得到的独立TR组件模块通过预留的安装孔固定在左抱箍和右抱箍上，热管分别穿过左右抱箍预留的安装孔，停留在左抱箍和右抱箍外侧半圆槽热交换板的半圆槽孔内，外围安装平台热管安装板的半圆槽再次与半圆槽热交换板的半圆槽完成对扣夹持，外围安装平台利用热沉安装面将热量传导至外部散热板；重复步骤31的过程，集成N个独立TR组件模块。
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