CN112103612A - 动中通天线 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种动中通天线，涉及天线技术领域，该动中通天线包括天线框架、天线本体和多个散热齿，天线本体容置在天线框架内，天线框架上设置有进气口和出气口，多个散热齿设置在天线框架内并与天线本体连接，相邻的两个散热齿之间形成散热流道，每个散热流道的两端分别与进气口和出气口连通，进气口还设置有整流前唇，整流前唇部分遮挡进气口，以对进入进气口的气体进行整流。通过在天线进气口位置设置一个整流前唇，使得气体在流道内流动时产生的附着层厚度大大降低，降低热阻并提高换热效率。同时，通过整流前唇的扰动，使流道内气体转变为湍流，进一步降低附面层厚度，提高热交换效率。

Description

动中通天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种动中通天线。

背景技术

常规的车载平板相控阵天线散热齿片通常为平板外形，在汽车行驶过程中，会在天线表面产生厚度很厚、速度梯度很大的附面层，部分区域风速甚至接近于零，造成很高的热阻，影响整体散热能力。特别是在大功率天线时，会更容易造成阵面温差过大，影响整机射频性能。

发明内容

本发明的目的包括，提供了一种动中通天线，其能够降低附面层的影响，提高热交换效率，解决车载动中通天线在汽车行驶时的散热较差的问题。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明实施例提供一种动中通天线，包括天线框架、天线本体和多个散热齿，所述天线本体容置在所述天线框架内，所述天线框架上设置有进气口和出气口，多个所述散热齿设置在所述天线框架内并与所述天线本体连接，相邻的两个所述散热齿之间形成散热流道，每个所述散热流道的两端分别与所述进气口和所述出气口连通，所述进气口还设置有整流前唇，所述整流前唇部分遮挡所述进气口，以对进入所述进气口的气体进行整流。

在可选的实施方式中，所述整流前唇设置在所述进气口的一侧边缘，并向着所述进气口的另一侧边缘凸起，所述整流前唇的凸起表面呈弧面。

在可选的实施方式中，所述天线框架靠近所述进气口的一端设置有导流前额板，所述整流前唇设置在所述导流前额板的边缘，且所述导流前额板沿着进气方向宽度逐渐增大。

在可选的实施方式中，所述导流前额板呈梯形或弓形。

在可选的实施方式中，所述天线框架包括顶板和风道盖板，所述天线本体设置在所述顶板上，所述风道盖板盖设在所述顶板上，并与所述顶板围设形成散热空腔，所述散热空腔同时与所述进气口和所述出气口连通，多个所述散热齿并列设置在所述散热空腔内。

在可选的实施方式中，所述天线框架还包括整流底板，所述整流底板盖设在所述顶板上，并靠近所述进气口设置，所述整流底板与所述顶板围设形成整流空腔，所述整流空腔的两端分别与所述进气口和所述散热空腔连通，以使由所述进气口进入的空气依次通过整流空腔和所述散热空腔，且所述整流空腔的流通面积大于所述散热空腔的流通面积。

在可选的实施方式中，所述整流底板与所述顶板之间的间距大于所述风道盖板与所述顶板之间的间距。

在可选的实施方式中，所述整流底板的边缘与所述顶板的边缘之间形成所述进气口，且所述整流底板的边缘还设置有导流斜面。

在可选的实施方式中，所述风道盖板靠近进气口的一端的宽度大于远离所述进气口的一端的宽度，所述顶板靠近进气口的一端的宽度大于远离所述进气口的一端的宽度，且所述顶板的形状与所述风道盖板的形状相适配。

在可选的实施方式中，所述风道盖板包括一体设置的第一盖板部和第二盖板部，所述第一盖板部靠近所述进气口设置，且所述第一盖板部的宽度大于所述第二盖板部的宽度，所述顶板的形状与所述第一盖板部和所述第二盖板部相适配。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种动中通天线，天线本体容置在天线框架内，天线框架上设置有进气口和出气口，多个散热齿设置在天线框架内并与天线本体连接，相邻的两个散热齿之间形成散热流道，每个散热流道的两端分别与进气口和出气口连通，通过在天线进气口位置设置一个整流前唇，且整流前唇部分遮挡进气口，从而能够对进入进气口的气体进行整流，破坏车身行驶时在后方形成的附着层，使得气体在流道内流动时产生的附着层厚度大大降低，降低热阻并提高换热效率。同时，汽车在运动时，气体的雷诺数很大，气体只需要一点扰动就能由层流转变为湍流，通过整流前唇的扰动，使流道内气体转变为湍流，进一步降低附面层厚度，提高热交换效率。相较于现有技术，本发明提供的动中通天线，降低了附面层的厚度，提高了换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的动中通天线在第一视角下的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的动中通天线在第二视角下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的动中通天线的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的动中通天线在第三视角下的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的动中通天线的分解结构示意图；

图6为图3中Ⅵ的局部放大示意图。

图标：100-动中通天线；110-天线框架；111-顶板；113-风道盖板；1131-第一盖板部；1133-第二盖板部；115-整流底板；1151-导流斜面；110a-进气口；110b-出气口；130-天线本体；150-散热齿；170-整流前唇；190-导流前额板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

正如背景技术中所公开的，现有技术中的车载相控阵天线，通常是采用了平板外形，并且散热齿片通常采用的是直列平板式散热齿，然后天线边框做倒角处理，此种散热齿以及边框在强迫风冷时能够较好地控制风阻和风噪，同时也能够提供较好的对流换热能力，自然对流时也有一定的换热能力。但是这种直列式散热齿通道和边框倒角处理用于车载动中通相控阵天线时，在汽车行驶过程中，天线散热齿面都会产生厚度很厚、速度梯度很大的附面层，部分区域风速甚至接近于零，造成很高的热阻，影响整体的散热能力。特别是在使用大功率天线时，会更容易造成阵面温差过大，影响天线的性能。

为了解决上述问题，降低附面层的影响，提高热交换效率，本发明实施例提供了一种动中通天线。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例

请参考图1至图6，本实施例提供了一种动中通天线100，其能够降低附面层的影响，提高热交换效率，解决车载动中通天线100在汽车行驶时的散热较差的问题。

本实施例提供的动中通天线100，包括天线框架110、天线本体130和多个散热齿150，天线本体130容置在天线框架110内，天线框架110上设置有进气口110a和出气口110b，多个散热齿150设置在天线框架110内并与天线本体130连接，相邻的两个散热齿150之间形成散热流道，每个散热流道的两端分别与进气口110a和出气口110b连通，进气口110a还设置有整流前唇170，整流前唇170部分遮挡进气口110a，以对进入进气口110a的气体进行整流。

在本实施例中，本实施例中天线框架110用于设置在汽车的车顶，具体地，安装在汽车顶部的行李架上，以保证汽车行驶过程中的风冷效果。当然，此处天线框架110也可以设置在汽车的引擎盖等其他外部区域，只要是能够满足汽车行驶过程中实现强制对流换热即可，在此不做具体限定。

需要说明的是，本实施例中天线本体130为相控阵天线，并安装在天线框架110内部，其为主要热源，在工作状态时，天线本体130产生热量，并通过天线框架110传递至散热齿150进行散热。在安装时，天线框架110沿汽车的行驶方向安装，使得进气口110a正对迎风侧，出气口110b背离迎风侧，且多个散热齿150之间形成散热流道，且在汽车行驶过程中，散热流道与行驶方向相平行，使得散热流道和行驶方向之间并不存在角度，流速较大，空气由进气口110a进入散热流道，再由出气口110b流出。

在本实施例中，通过在天线进气口110a位置设置一个整流前唇170，且整流前唇170部分遮挡进气口110a，从而能够对进入进气口110a的气体进行整流，破坏车身行驶时在后方形成的附着层，使得气体在流道内流动时产生的附着层厚度大大降低，降低热阻并提高换热效率。同时，汽车在运动时，气体的雷诺数很大，气体只需要一点扰动就能由层流转变为湍流，通过整流前唇170的扰动，使散热流道内气体转变为湍流，进一步降低附面层厚度，提高热交换效率。

在本实施例中，整流前唇170设置在进气口110a的一侧边缘，并向着进气口110a的另一侧边缘凸起，整流前唇170的凸起表面呈弧面。具体地，整流前唇170呈翼面结构，并设置在进气口110a的上侧边缘，从而向下凸起并遮挡部分进气口110a，通过翼面结构，使得气体流入进气口110a时受到扰动，并实现整流。

需要说明的是，本实施例中的整流前唇170呈弧面，指的是整流前唇170的横截面的下侧边缘呈弧形，使得气流能够沿着整流前唇170的表面流动，并平滑过渡到内部的散热流道内，通过凸起的弧面结构，能够有效地实现扰流和整流效果，使得内部散热齿150上形成的附着层厚度大大降低。

在本实施例中，天线框架110靠近进气口110a的一端设置有导流前额板190，整流前唇170设置在导流前额板190的边缘，且导流前额板190沿着进气方向宽度逐渐增大。具体地，导流前额板190一体设置在天线框架110的前端，并处于整个装置的迎风侧，且导流前额板190呈现前端小、后端大的结构，后端的宽度与天线框架110的主体宽度相当，通过将导流前额板190设置呈前小后大的箭头形结构，使得其能够大幅减小迎风侧的流阻，符合高速运动的气动外形。

需要说明的是，本实施例中导流前额板190的宽度，指的是导流前额板190的左右宽度，其宽度方向与进气方向相垂直。

在本实施例中，导流前额板190呈梯形，具体地，呈等腰梯形，并且导流前额板190的前端边缘为梯形的顶边，从而形成前端小、后端大的结构。当然，此处导流前额板190也可以根据内部布局而设计成弓形，即采用大弧面的导流前额板190，其同样能够实现减小迎风侧流阻的作用。同时，此处导流前额板190也可以采用三角形结构，对于导流前额板190的具体结构形状，在此不做具体限定。

天线框架110包括顶板111和风道盖板113，天线本体130设置在顶板111上，风道盖板113盖设在顶板111上，并与顶板111围设形成散热空腔，散热空腔同时与进气口110a和出气口110b连通，多个散热齿150并列设置在散热空腔内。具体地，多个散热齿150与顶板111一体设置，天线本体130产生的热量通过顶板111传热后传递至散热齿150进行散热。通过加装风道盖板113，使得风道盖板113能够遮挡在多个散热齿150上，减小散热流道的截面积。本实施例中的盖设，指的是风道盖板113盖在顶板111的底部，并且本实施例中的围设，指的是风道盖板113的两侧边缘、顶板111的两侧边缘、盖板113和顶板111围成了散热空腔。

需要说明的是，本实施例中的顶板111具有一空腔，天线本体130设置在空腔的底壁上，并通过底壁进行传热，散热齿150与顶板111的底壁连接，或者穿过底壁与天线本体130直接连接，使得天线本体130产生的热量能够传递至散热齿150。当然，此处天线本体130与顶板111之间也可以采用其他安装方式，在此不做具体限定。

在本实施例中，风道盖板113靠近进气口110a的一端的宽度大于远离进气口110a的一端的宽度，顶板111靠近进气口110a的一端的宽度大于远离进气口110a的一端的宽度，且顶板111的形状与风道盖板113的形状相适配。具体地，风道盖板113和顶板111的形状相同，并且相互间隔设置，多个散热齿150设置在风道盖板113和顶板111之间，且风道盖板113和顶板111均呈现前大后窄的“飞梭形”，使得形成的壳体结构更加符合高速运动的气动外形，并且能够减少多余的迎风侧，降低压差阻尼，更好的降低流阻和风噪。

需要说明的是，本实施例中风道盖板113的宽度，指的是风道盖板113的左右宽度，其宽度方向与汽车行驶方向相垂直。

还需要说明的是，本实施例中顶板111的两侧边缘设置有凸边结构，风道盖板113盖设在顶板111上并与凸边结构连接，从而使得顶板111与风道盖板113形成整体结构，且风道盖板113的宽度远大于凸边结构的高度，使得天线框架110整体呈扁平结构，以进一步降低流阻。风道盖板113与凸边结构之间形成密封连接结构，从而防止发生漏气现象。

在本实施例中，风道盖板113包括一体设置的第一盖板部1131和第二盖板部1133，第一盖板部1131靠近进气口110a设置，且第一盖板部1131的宽度大于第二盖板部1133的宽度，顶板111的形状与第一盖板部1131和第二盖板部1133相适配。具体地，第一盖板部1131和第二盖板部1133形成凸字型结构，且顶板111的形状与风道盖板113的形状相适配，从而形成了尾部缩窄的结构，更符合高速运动气动外形，第一盖板部1131和第二盖板部1133之间具有斜面止挡边缘，出气口110b分布在斜面止挡边缘和第二盖板部1133的边缘的下方，保证空气的流通，同时通过设置缩减此处的尾部的第二盖板部1133，使得整体的结构部分进行减重，降低了整体重量。

进一步地，天线框架110还包括整流底板115，整流底板115盖设在顶板111上，并靠近进气口110a设置，整流底板115与顶板111围设形成整流空腔，整流空腔的两端分别与进气口110a和散热空腔连通，以使由进气口110a进入的空气依次通过整流空腔和散热空腔，且整流空腔的流通面积大于散热空腔的流通面积。具体地，整流底板115的前端与导流前额板190相对设置，从而使得整流底板115位于靠近进气口110a的位置，实现整流效果，且整流空腔的流通面积较大，使得气体进入整流空腔后进行整流，再进入后方的散热空腔。

需要说明的是，本实施例中多个散热齿150由散热空腔延伸至整流空腔，使得每个散热流道的两端分别延伸至进气口110a和出气口110b，且每个散热齿150的延伸方向与汽车行驶方向相同，使得散热流道沿前后方向设置。同时天线本体130上的热源集中在前半部分，即整流空腔上方的天线本体130产生的热量较大，需要在整流腔内进行充分换热。由于散热空腔上盖设有风道盖板113，使得散热流道后方的截面积变小，并且能够将整流空腔内的静压增高，进而使得整个散热流道存在明显的压力梯度，提高了天线本体130前部高热源的交换效率。

在本实施例中，整流底板115与顶板111之间的间距大于风道盖板113与顶板111之间的间距。具体地，整流底板115与顶板111之间的间距较大，使得整流空腔的体积得以增大，保证了前部的换热效果。

在本实施例中，整流底板115的边缘与顶板111的边缘之间形成进气口110a，且整流底板115的边缘还设置有导流斜面1151。具体地，整流底板115的前部边缘与导流前额板190的前部边缘之间形成进气口110a，整流前唇170部分遮挡在进气口110a处，整流底板115的前部边缘呈斜面状，并形成导流斜面1151，导流斜面1151在进气方向上由下至上倾斜，使得进气口110a呈扩口状态，并且导流斜面1151与整流前唇170相对应，提高了进气量。

在本实施例中，整流底板115与设置在顶板111前端的凸边结构连接，且整流底板115的宽度略小于顶板111的宽度，使得进气口110a呈倒置的梯形结构，进气口110a尺寸大于出气口110b尺寸，增大了进气量，增加了散热流道的抽吸能力，提高了散热流道的散热性能，使得汽车行驶时的热交换能力大大加强。

综上所述，本实施例提供的动中通天线100，在汽车行驶过程中的散热原理如下：汽车行驶过程中，气体高速与天线框架110的表面、散热齿150的表面发生相对运动，气体的雷诺数很大（Re﹥10⁴），通过这种相对运动能够使得气体对天线框架110的表面、散热齿150的表面进行强迫对流换热，带走散热流道中的热量。但气体流动时，由于天线的外形、散热流道形状、表面粗糙度影响会产生流阻、风噪、附面层等的影响，本实施例将天线外形设计成扁平的“飞梭形”，能够减少多余的迎风侧，降低压差阻力，能够更好地降低流阻和风噪，同时还能对结构进行减重，同时导流前额板190设计成箭头形结构，进一步减少汽车行驶带来的流阻和风噪。

同时本实施例在靠近进气口110a处增设整流底板115，增大了进气口110a截面积，并在尾部散热流道上增设风道盖板113，减小流道截面积，能够将天线前部的整流空腔内的静压增高，并使得整个散热流道存在明显的压力梯度，提高前部整流空腔内的热交换效率，在进行充分的热交换后，能够通过尾部散热流道高速将热量带走。同时散热齿150并列设计，并与汽车行驶方向相平行，设计成更好地降低流阻与风噪，更好兼顾散热与流阻、风噪间的平衡。

并且本实施例在进气口110a位置设置了一个整流前唇170，能对进气口110a的气体进行整流，利用弧面结构，破坏车身行驶时在散热流道内形成的附面层，使气体在散热流道内流动时产生的附面层厚度大大降低，降低热阻提高了热交换效率。此外，汽车在运动时，气体的雷诺数很高，气体只需要一点扰动就能由层流转变为湍流，通过整流前唇170以及整流底板115的扰动，使散热流道内气体转变为湍流，进一步降低附面层厚度，提高热交换效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种动中通天线，其特征在于，包括天线框架、天线本体和多个散热齿，所述天线本体容置在所述天线框架内，所述天线框架上设置有进气口和出气口，多个所述散热齿设置在所述天线框架内并与所述天线本体连接，相邻的两个所述散热齿之间形成散热流道，每个所述散热流道的两端分别与所述进气口和所述出气口连通，所述进气口还设置有整流前唇，所述整流前唇部分遮挡所述进气口，以对进入所述进气口的气体进行整流。

2.根据权利要求1所述的动中通天线，其特征在于，所述整流前唇设置在所述进气口的一侧边缘，并向着所述进气口的另一侧边缘凸起，所述整流前唇的凸起表面呈弧面。

3.根据权利要求1所述的动中通天线，其特征在于，所述天线框架靠近所述进气口的一端设置有导流前额板，所述整流前唇设置在所述导流前额板的边缘，且所述导流前额板沿着进气方向宽度逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的动中通天线，其特征在于，所述导流前额板呈梯形或弓形。

5.根据权利要求1-4任一项所述的动中通天线，其特征在于，所述天线框架包括顶板和风道盖板，所述天线本体设置在所述顶板上，所述风道盖板盖设在所述顶板上，并与所述顶板围设形成散热空腔，所述散热空腔同时与所述进气口和所述出气口连通，多个所述散热齿并列设置在所述散热空腔内。

6.根据权利要求5所述的动中通天线，其特征在于，所述天线框架还包括整流底板，所述整流底板盖设在所述顶板上，并靠近所述进气口设置，所述整流底板与所述顶板围设形成整流空腔，所述整流空腔的两端分别与所述进气口和所述散热空腔连通，以使由所述进气口进入的空气依次通过整流空腔和所述散热空腔，且所述整流空腔的流通面积大于所述散热空腔的流通面积。

7.根据权利要求6所述的动中通天线，其特征在于，所述整流底板与所述顶板之间的间距大于所述风道盖板与所述顶板之间的间距。

8.根据权利要求6所述的动中通天线，其特征在于，所述整流底板的边缘与所述顶板的边缘之间形成所述进气口，且所述整流底板的边缘还设置有导流斜面。

9.根据权利要求5所述的动中通天线，其特征在于，所述风道盖板靠近进气口的一端的宽度大于远离所述进气口的一端的宽度，所述顶板靠近进气口的一端的宽度大于远离所述进气口的一端的宽度，且所述顶板的形状与所述风道盖板的形状相适配。

10.根据权利要求8所述的动中通天线，其特征在于，所述风道盖板包括一体设置的第一盖板部和第二盖板部，所述第一盖板部靠近所述进气口设置，且所述第一盖板部的宽度大于所述第二盖板部的宽度，所述顶板的形状与所述第一盖板部和所述第二盖板部相适配。

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