CN116454584B - 一种精确散热的雷达天线结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精确散热的雷达天线结构，涉及雷达散热技术领域，其包括天线本体和散热组件，所述天线本体包括天线、TR组件和保护壳，所述天线连接TR组件，TR组件设置于保护壳内部，天线安装于保护壳一侧表面；所述散热组件设置于保护壳内部，所述散热组件通过两个以上散热件拼接而成，散热件连接进口管和出口管一端。发明中天线和TR组件的某处局部温度升高，就可以加大该区域散热件上进口管的冷却液流量，提高散热效率，同时提高天线和TR组件上各阵元温度的均衡性，避免位于出风口或天线边缘的天线阵元，散热效果好，温度较低，在远离出风口或在中间位置的阵元则散热效果较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及雷达散热技术领域，特别是一种精确散热的雷达天线结构。
背景技术
雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，除在军事上必不可少外，雷达也被广泛应用于科学研究以及社会经济发展。
目前，申请号为2020109517362的中国发明专利公开了一种精确散热的雷达天线结构，能够通过风冷的方式对雷达天线进行散热，但是由于在相控阵雷达中雷达天线相连的T/R组件热流密度很大，同时其对环境的要求很高，不仅单个组件对散热较高的要求，还要求组成阵面后各阵元的温度均衡性要好，而现有通过集中散热的方式，往往位于出风口或天线边缘的天线阵元，散热效果好，温度较低，但是在远离出风口或在中间位置的阵元则散热效果较差，导致各阵元的温度均衡性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有通过集中散热的方式，往往位于出风口或天线边缘的天线阵元，散热效果好，温度较低，但是在远离出风口或在中间位置的阵元则散热效果较差，导致各阵元的温度均衡性较差。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种精确散热的雷达天线结构，其包括天线本体和散热组件，所述天线本体包括天线、TR组件和保护壳，所述天线连接TR组件，TR组件设置于保护壳内部，天线安装于保护壳一侧表面；所述散热组件设置于保护壳内部，所述散热组件通过两个以上散热件拼接而成，散热件连接进口管和出口管一端。
作为本发明所述精确散热的雷达天线结构的一种优选方案，其中：所述散热件内部设置有第一内腔，第一内腔连通进口管和出口管一端，第一内腔内壁设置有引导件，所述引导件包括固定板、折叠板和固定柱，所述固定板一端固定连接第一内腔内壁，固定板另一端滑动连接折叠板一端，折叠板另一端固定连接固定柱，固定柱固定连接第一内腔内壁，并且折叠板两侧滑动连接第一内腔内壁。
作为本发明所述精确散热的雷达天线结构的一种优选方案，其中：所述散热件内部设置有第二内腔，固定板内部设置有第三内腔，第二内腔通过通孔连通第三内腔，第三内腔内壁滑动连接活动板，活动板固定连接折叠板。
作为本发明所述精确散热的雷达天线结构的一种优选方案，其中：所述折叠板两侧设置有限位轴，第一内腔内壁对应限位轴设置有限位槽，限位轴滑动连接限位槽。
作为本发明所述精确散热的雷达天线结构的一种优选方案，其中：还包括冷却组件，所述冷却组件包括制冷机、冷凝液循环泵和主管，所述主管上设置有制冷机和冷凝液循环泵，进口管连接主管一端，主管另一端连接出口管。
作为本发明所述精确散热的雷达天线结构的一种优选方案，其中：所述进口管上设置有固定筒，固定筒内壁滑动连接活动柱，活动柱上设置有密封圈。
作为本发明所述精确散热的雷达天线结构的一种优选方案，其中：所述散热组件还包括控制件，所述控制件包括控制筒、控制管和电动阀门，所述控制筒连接控制管一端，控制管另一端连接固定筒。
作为本发明所述精确散热的雷达天线结构的一种优选方案，其中：所述控制件还包括气缸和活塞头，所述气缸一端固定连接控制筒内端壁，气缸另一端固定连接活塞头，活塞头滑动连接控制筒内壁。
作为本发明所述精确散热的雷达天线结构的一种优选方案，其中：所述引导件在第一内腔内壁设置有一组以上，并且平行设置。
作为本发明所述精确散热的雷达天线结构的一种优选方案，其中：所述折叠板上设置有折痕。
本发明的有益效果：本发明中天线和TR组件的某处局部温度升高，就可以加大该区域散热件上进口管的冷却液流量，提高散热效率，同时提高天线和TR组件上各阵元温度的均衡性，避免位于出风口或天线边缘的天线阵元，散热效果好，温度较低，在远离出风口或在中间位置的阵元则散热效果较差的问题。
附图说明
图1为本公开实施例中的整体结构示意图。
图2为本公开实施例中的散热组件结构示意图。
图3为本公开实施例中的散热件剖视图。
图4为本公开实施例中的固定板剖视图。
图5为本公开实施例中的图3中A处放大示意图。
图6为本公开实施例中的冷却组件结构示意图。
图7为本公开实施例中的固定筒剖视图。
图8为本公开实施例中的控制件结构示意图。
附图标记：天线本体1，天线11，TR组件12，保护壳13，散热组件2，散热件21，第一内腔211，限位槽2111，进口管22，固定筒221，活动柱222，密封圈223，出口管23，引导件24，固定板241，第三内腔2411，折叠板242，限位轴2421，折痕2422，固定柱243，第二内腔25，通孔251，冷却组件3，制冷机31，冷凝液循环泵32，主管33，控制件26，控制筒261，控制管262，电动阀门263，气缸264，活塞头265。
实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例
参照图1、2，该实施例提供了一种精确散热的雷达天线结构，包括天线本体1和散热组件2，所述天线本体1包括天线11、TR组件12和保护壳13，所述天线11连接TR组件12，TR组件12设置于保护壳13内部，天线11安装于保护壳13一侧表面。
本实施例中优选的，天线11优选采用单层双面板形式，馈电为背馈，方便与TR组件12。优选采用1.5mm厚的国产F4B材料，国产F4B材料在X波段的性能，包括损耗、介电常数频响特性、热膨胀系数等已经能够满足要求。然后TR组件12与信道连接，进行信号采集或输出。保护壳13能够对天线11和TR组件12起到保护作用。
所述散热组件2设置于保护壳13内部，所述散热组件2通过两个以上散热件21拼接而成，散热件21连接进口管22和出口管23一端。
本实施例中优选的，散热件21优选采用导热性好的金属材料，便于进行散热。同时各个散热件21外壁固定连接，形成一个整体。而每个散热件21上均设置有进口管22和出口管23一端。冷却液能够从进口管22进入散热件21对散热件21进行降温，散热件21对与之相邻的天线11和TR组件12进行散热降温。出口管23用于排出散热件21的冷却液。将散热件21按照位置划分为中间区域散热件21和边缘区域散热件21，若天线11和TR组件12中间区域温度过高，就加大中间区域散热件21上进口管22的冷却液流量，提高散热效率。也就是天线11和TR组件12的某处局部温度升高，就可以加大该区域散热件21上进口管22的冷却液流量，提高散热效率，同时提高天线11和TR组件12上各阵元温度的均衡性，避免位于出风口或天线边缘的天线阵元，散热效果好，温度较低，在远离出风口或在中间位置的阵元则散热效果较差的问题。
实施例
参照图1至图8，该实施例基于上一个实施例，与上一个实施例不同之处在于。
参照图3，所述散热件21内部设置有第一内腔211，第一内腔211连通进口管22和出口管23一端，第一内腔211内壁设置有引导件24，所述引导件24包括固定板241、折叠板242和固定柱243，所述固定板241一端固定连接第一内腔211内壁，固定板241另一端滑动连接折叠板242一端，折叠板242另一端固定连接固定柱243，固定柱243固定连接第一内腔211内壁，并且折叠板242两侧滑动连接第一内腔211内壁。
本实施例中优选的，冷却液能够从进口管22进入第一内腔211内部，然后从出口管23流出，对散热件21进行冷却降温。折叠板242在固定板241中滑动能够改变折叠板242的形态。当折叠板242一部分滑入固定板241时，折叠板242趋向于直线形，此时冷却液在第一内腔211内部流动阻力较小流动较快，冷却液循环速度快，无需对冷却液加太大压力，冷却液进行循环，进行散热。当折叠板242一部分从固定板24中滑出时，折叠板242趋向于折线形，增加了冷却液与折叠板242之间的接触面积，同时冷却液在折叠板242的引导下会出现对流，提高换热效果，有利于对散热件21进行快速冷却降温。
参照图3和图4，所述散热件21内部设置有第二内腔25，固定板241内部设置有第三内腔2411，第二内腔25通过通孔251连通第三内腔2411，第三内腔2411内壁滑动连接活动板2412，活动板2412固定连接折叠板242。
本实施例中优选的，当天线11和TR组件12工作升温，对应的散热件21上的第二内腔25内部温度增加，第二内腔25内部气体的体积膨胀，进入通过通孔251第二内腔25第三内腔2411，气体推动活动板2412移动，活动板2412推动折叠板242一部分从固定板24中滑出1，此时折叠板242趋向于折线形，增加了冷却液与折叠板242之间的接触面积，同时冷却液在折叠板242的引导下会出现对流，提高换热效果，有利于对散热件21进行快速冷却降温，而当天线11和TR组件12工作降低，第二内腔25内部温度降低时，气体体积减小，活动板2412复位，活动板2412带动折叠板242一部分滑入固定板241，折叠板242趋向于直线形，此时冷却液在第一内腔211内部流动阻力较小流动较快，冷却液循环速度快，无需对冷却液加太大压力，冷却液就能进行循环。能够实现对折叠板242形状的自动调节，无需额外控制，使用更加方便。对固定板241进行装配时，可以将固定板241沿图4中的剖面切开，完成固定板241内部零部件的装配后，将切开的固定板241焊接在一起。
参照图3，所述折叠板242两侧设置有限位轴2421，第一内腔211内壁对应限位轴2421设置有限位槽2111，限位轴2421滑动连接限位槽2111。
本实施例中优选的，折叠板242进行折叠或伸展移动时，能够带动限位轴2421在限位槽2111内壁滑动，有利于提高折叠板242变形时的稳定性。装配时可以沿图3所示剖面，将散热件21切开，完成散热件21内部零部件装配后，将切开的散热件21重新组装在一起。折叠板242优选采用现有的高导热超柔性石墨烯材料，具有优异的导热性能的同时，又可以进行弯折。
参照图6，还包括冷却组件3，所述冷却组件3包括制冷机31、冷凝液循环泵32和主管33，所述主管33上设置有制冷机31和冷凝液循环泵32，进口管22连接主管33一端，主管33另一端连接出口管23。
本实施例中优选的，通过制冷机31能够对冷却液进行降温，通过冷凝液循环泵32能够对主管33中的冷却液施加压力，将其泵入主管33，主管33中冷却液分别进入各个进口管22中。
参照图7，所述进口管22上设置有固定筒221，固定筒221内壁滑动连接活动柱222，活动柱222上设置有密封圈223。
本实施例中优选的，活动柱222能够在固定筒221内壁滑动。当活动柱222在固定筒221内壁滑动到图7中的底部时，活动柱222能够对进口管22进行封闭，此时冷却液不能进入进口管22。当活动柱222在固定筒221内壁滑动到图7中的顶部时，活动柱222能够开启进口管22，此时冷却液能够进入进口管22。密封圈223能够提高活动柱222与固定筒221内壁之间的密封性。
参照图7，所述散热组件2还包括控制件26，所述控制件26包括控制筒261、控制管262和电动阀门263，所述控制筒261连接控制管262一端，控制管262另一端连接固定筒221。
本实施例中优选的，往控制筒261内部泵入气体时，气体通过控制管262进入固定筒221，控制活动柱222的滑动，电动阀门263用于控制控制管262的开闭。优选将控制筒261和电动阀门263设置在远离天线11的位置，减少电动部件对雷达信号的干扰。
参照图8，所述控制件26还包括气缸264和活塞头265，所述气缸264一端固定连接控制筒261内端壁，气缸264另一端固定连接活塞头265，活塞头265滑动连接控制筒261内壁。
天线11和TR组件12的某处局部温度升高，对应的散热件21上的第二内腔25内部温度增加，第二内腔25内部气体的体积膨胀，进入通过通孔251第二内腔25第三内腔2411，气体推动活动板2412移动，活动板2412推动折叠板242一部分从固定板24中滑出1，此时折叠板242趋向于折线形，增加了冷却液与折叠板242之间的接触面积，同时冷却液在折叠板242的引导下会出现对流，提高换热效果，有利于对散热件21进行快速冷却降温，首先进行自动调节散热。当自动调节散热不能满足要求时，可以开启天线11和TR组件12应的散热件21上进口管22对应的控制管262上的电动阀门263，控制气缸264收缩，在气压作用下带动活动柱222往固定筒221顶部滑动，就可以加大该区域散热件21上进口管22的冷却液流量，提高散热效率，同时提高天线11和TR组件12上各阵元温度的均衡性，避免位于出风口或天线边缘的天线阵元，散热效果好，温度较低，在远离出风口或在中间位置的阵元则散热效果较差的问题。
参照图3，所述引导件24在第一内腔211内壁设置有一组以上，并且平行设置。
本实施例中优选的，可以加大冷却液与折叠板242的接触面积，提高热交换效率，提高散热效果。
参照图3，所述折叠板242上设置有折痕2422。
本实施例中优选的，通过折痕2422便于引导折叠板242进行折叠。
Claims (9)
1.一种精确散热的雷达天线结构，其特征在于：包括
天线本体（1），所述天线本体（1）包括天线（11）、TR组件（12）和保护壳（13），所述天线（11）连接TR组件（12），TR组件（12）设置于保护壳（13）内部，天线（11）安装于保护壳（13）一侧表面；
散热组件（2），所述散热组件（2）设置于保护壳（13）内部，所述散热组件（2）通过两个以上散热件（21）拼接而成，散热件（21）连接进口管（22）和出口管（23）一端；
所述散热件（21）内部设置有第一内腔（211），第一内腔（211）连通进口管（22）和出口管（23）一端，第一内腔（211）内壁设置有引导件（24），所述引导件（24）包括固定板（241）、折叠板（242）和固定柱（243），所述固定板（241）一端固定连接第一内腔（211）内壁，固定板（241）另一端滑动连接折叠板（242）一端，折叠板（242）另一端固定连接固定柱（243），固定柱（243）固定连接第一内腔（211）内壁，并且折叠板（242）两侧滑动连接第一内腔（211）内壁。
2.如权利要求1所述的精确散热的雷达天线结构，其特征在于：所述散热件（21）内部设置有第二内腔（25），固定板（241）内部设置有第三内腔（2411），第二内腔（25）通过通孔（251）连通第三内腔（2411），第三内腔（2411）内壁滑动连接活动板（2412），活动板（2412）固定连接折叠板（242）。
3.如权利要求2所述的精确散热的雷达天线结构，其特征在于：所述折叠板（242）两侧设置有限位轴（2421），第一内腔（211）内壁对应限位轴（2421）设置有限位槽（2111），限位轴（2421）滑动连接限位槽（2111）。
4.如权利要求1所述的精确散热的雷达天线结构，其特征在于：还包括冷却组件（3），所述冷却组件（3）包括制冷机（31）、冷凝液循环泵（32）和主管（33），所述主管（33）上设置有制冷机（31）和冷凝液循环泵（32），进口管（22）连接主管（33）一端，主管（33）另一端连接出口管（23）。
5.如权利要求4所述的精确散热的雷达天线结构，其特征在于：所述进口管（22）上设置有固定筒（221），固定筒（221）内壁滑动连接活动柱（222），活动柱（222）上设置有密封圈（223）。
6.如权利要求5所述的精确散热的雷达天线结构，其特征在于：所述散热组件（2）还包括控制件（26），所述控制件（26）包括控制筒（261）、控制管（262）和电动阀门（263），所述控制筒（261）连接控制管（262）一端，控制管（262）另一端连接固定筒（221）。
7.如权利要求6所述的精确散热的雷达天线结构，其特征在于：所述控制件（26）还包括气缸（264）和活塞头（265），所述气缸（264）一端固定连接控制筒（261）内端壁，气缸（264）另一端固定连接活塞头（265），活塞头（265）滑动连接控制筒（261）内壁。
8.如权利要求1所述的精确散热的雷达天线结构，其特征在于：所述引导件（24）在第一内腔（211）内壁设置有一组以上，并且平行设置。
9.如权利要求1所述的精确散热的雷达天线结构，其特征在于：所述折叠板（242）上设置有折痕（2422）。
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