CN217133366U - 一种相控阵气象雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种相控阵气象雷达包括雷达主机、转台、空调外机、空调内机、换热器以及隔板，空调外机设于转台的空腔内，空调内机设于雷达主机内；空调内机通过主水管与空调外机连接；空调内机具有出风口和进风口；在空调内机出风口处的两侧分别设有第一换热器和第二换热器；在第一换热器和第二换热器上设有隔板；当雷达主机进行旋转运动时，空调外机与空调内机的相对位置不变，空调散热性能不受雷达主机旋转影响，确保了可靠的散热能力；当雷达主机进行俯仰运动和旋转运动时，冷空气进入换热区，且换热区和回流区通过隔板分隔开，避免了散热和回流的相互干扰，提高散热效果，确保雷达主机内各功能组件正常工作。

Description

一种相控阵气象雷达

技术领域

本实用新型属于雷达技术领域，尤其涉及一种相控阵气象雷达。

背景技术

相控阵天气雷达具有高速、高分辨率、全覆盖、同步控制、同步观测、超低数据时差等优势，逐步成为气象雷达的首选。随着雷达技术的快速发展与进步，相控阵雷达通道数量越来越多，使得雷达主机的热损耗随之增大，若没有良好的散热措施，雷达主机内部各芯片的温度可能达到或超过其结温，从而导致芯片性能恶化以致主机损坏。可靠的冷却系统已成为雷达高性能的重要一环。与此同时雷达主机既需要在0～90°范围内进行俯仰运行，又要进行360°方向旋转运动，对温控冷却提出了更高的要求。

目前相控阵天气雷达主要采用开放式风冷技术，即在雷达上加装一个较大天线罩，天线罩内安装有空调，用于降低天线罩内部的空气温度，雷达在天线罩内类似在空调房里工作，该系统的缺点是雷达散热系统的进出风口都在天线罩内，且与外界空气连通，使得雷达散热进口温度不能进行控制。另外散热系统层与雷达主机内部各功能组件被隔离，雷达主机内部线缆没有散热措施，在大电流工作时线缆自身发热较大，存在一定的隐患。各功能组件需要做密封措施，防止外界大气对功能组件的影响(湿度、盐雾、灰尘等)，从而影响功能组件性能，各功能组件环境适应性要求高。与此同时，雷达主机既需要在0～90°范围内进行俯仰运行，又要进行0～360°方向旋转运动，若将空调直接安装在雷达主机上将导致空调制冷效果差，这使得目前天线罩加空调冷却方式成为主流。

现有技术中，申请号为201720600058.9的中国实用新型专利公开了一种雷达冷却系统，其内部中空的通风轴一端与空调连接，另一端与天线支臂连接；通风轴为阶梯型，分为第一、二阶梯通风轴；在第一阶梯通风轴的外侧设有轴肩；在第二阶梯通风轴外壁设有螺纹；轴承设置在第一阶梯通风轴外部，且位于轴肩与第一阶梯通风轴和第阶梯通风轴的衔接处；盖板通过铰链与天线支臂连接，盖板带有腔体；定位螺母一端顶着轴承；另一端插入盖板腔体，并形成迷宫密封；定位螺母上设有螺纹，该螺纹与第二阶梯通风轴外壁上的螺纹连接；轴承座一端的内部安装有轴承，外部设有挡板，轴承座的另一端与盖板连接；轴承盖一端固定安装在轴承座上，另一端与轴承外圈接触；空调支架一端连接俯仰箱，另一端连接空调。但该冷却系统仍存在一定的弊端，空调一体机进出风口均通过通风轴进出，容易导致冷风和热风短路。空调进出口均通过通风轴，导致选择轴承必须选用大规格轴承，大幅增加轴承选用成本。雷达主机内部没有强迫散热装置，仅靠空调冷却雷达主机内部空气，易导致热死区，使得该区域内功能组件散热效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种相控阵气象雷达，在雷达主机内集成冷却系统，在相控阵雷达进行俯仰运动和旋转运动时仍有可靠的散热能力，确保雷达性能不受影响，同时可免除天线罩，降低制造成本。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种相控阵气象雷达，包括雷达主机、转台以及控制装置，所述雷达主机的第一端通过支撑座与所述转台连接，所述雷达主机的第二端通过伸缩组件与所述转台连接，所述第一端和第二端为相对的两端；所述转台、伸缩组件分别与所述控制装置电性连接；还包括：

设于所述转台内的空调外机；

设于所述雷达主机内的空调内机；所述空调内机位于所述第一端或第二端或第三端或第四端，且空调内机通过主水管与所述空调外机连接；所述空调内机具有出风口和进风口；所述第三端和第四端均为第一端和第二端的相邻端；

设于所述空调内机出风口处的换热器；所述换热器包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器、第二换热器分别位于出风口处的两侧；

设于所述第一换热器和第二换热器上的隔板；由所述隔板、第一换热器和第二换热器围合成的区域为换热区，所述隔板以上的区域为回流区，所述换热区与回流区之间的区域为汇流区；所述进风口与所述回流区连通。

本实用新型所述相控阵气象雷达，冷空气由空调内机的出风口进入换热区，在第一换热器和第二换热器的作用下向两侧流动，进入到第一换热器和第二换热器内，在换热器内进行热量交换后形成热空气，热空气经汇流区进入到回流区，再通过空调内机的进风口进入到空调内机，如此循环实现雷达主机内各功能组件的散热。空调外机设于转台内，当雷达主机进行旋转运动时，空调外机与空调内机的相对位置不变，空调散热性能不受雷达主机旋转影响，确保了可靠的散热能力，进而确保了雷达性能不受影响；当雷达主机进行俯仰运动和旋转运动时，冷空气进入换热区，且换热区和回流区通过隔板分隔开，避免了散热和回流的相互干扰，提高了散热效果，确保雷达主机内各功能组件正常工作，同时也有利于组件的布局和安装；空调外机位于转台内，将雷达主机工作时产生的热量排到大气中。

进一步地，所述空调内机内设有制冷水管，所述制冷水管的放置方向与地平面平行。

在雷达主机进行俯仰运动时，制冷水管始终与转台上表面保持平行，保证了空调内机散热效率不随俯仰角度的变化而改变，使空调内机在任何俯仰角度下散热能力保持不变，避免了俯仰运动对空调内机散热效率的影响。

进一步地，在所述换热区和回流区设有第一温度传感器，所述第一温度传感器的输出端与空调控制模块电性连接。

空调控制模块根据换热区和回流区的温度自动调节空调内机冷却风扇的转速以及制冷水管内制冷剂的流量，实现系统散热能力的自动调节。

进一步地，在所述空调外机的底部设有减振组件，消除了振动对空调制冷效果的影响。

进一步地，所述主水管的一端连接所述空调外机，另一端穿过支撑座进入所述雷达主机并与所述空调内机连接。

这种设置方式既保护了主水管，又将主水管隐藏，使相控阵雷达的外观更加简洁、美观。

进一步地，所述主水管采用金属软管材质，保证雷达主机在进行俯仰运动时管路不受旋转运动影响。

进一步地，所述第一换热器和第二换热器均包括散热通道、设于所述散热通道进口的散热风机、变频器以及换热器控制模块；所述换热器控制模块的输出端与所述变频器电性连接，所述变频器与所述散热风机电性连接。

进一步地，在所述换热区和回流区设有第二温度传感器，所述第二温度传感器的输出端与换热器控制模块电性连接。

换热器控制模块根据换热区和回流区的温度自动调节散热风机的转速，为整个雷达主机内部空气流动提供动力，使空气能够在雷达主机内部空间循环流动，且增强了散热通道的散热效率，高效冷却雷达主机内部的各功能组件。

进一步地，所述散热通道包括散热管以及设于所述散热管内的翅片，所述翅片为平面状、波纹状、翅柱状或枣核状。

进一步地，在所述第一换热器与第二换热器之间设有导流板；所述导流板呈喇叭状，且喇叭宽口朝向出风口。

导流板引导空气流动，使换热区中空气流动更均匀稳定，确保雷达主机各功能组件温度分布一致性良好。导流板的这种布局能够有效地减少因惯性力作用易流向雷达主机顶部的空气量。

进一步地，所述雷达主机的各功能组件均设于所述换热区，且所述第一换热器和第二换热器分别位于第一功能组件和第二功能组件的进风口处或出风口处。

提高了功能组件的散热效果，保证了各功能组件工作在稳定温度环境下，不受外界环境温度影响，降低了各功能组件对环境的适应性要求，可降低各功能组件的环境要求设计，有效降低了设计制造成本；回流区未安装功能组件，仅作为空气通道，避免了功能组件对空气流通的影响，保证了空气有效流动。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型所提供的一种相控阵气象雷达包括空调外机、空调内机、换热器以及隔板，空调外机设于转台内，当雷达主机进行旋转运动时，空调外机与空调内机的相对位置不变，空调散热性能不受雷达主机旋转影响，确保了可靠的散热能力，进而确保了雷达性能不受影响；当雷达主机进行俯仰运动和旋转运动时，冷空气进入换热区，且换热区和回流区通过隔板分隔开，避免了散热和回流的相互干扰，提高了散热效果，确保雷达主机内各功能组件正常工作，同时也有利于组件的布局和安装；空调外机位于转台内，将雷达主机工作时产生的热量排到大气中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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的附图。

图1是本实用新型实施例中相控阵气象雷达的局部剖视图(右视结构)；

图2是本实用新型实施例中相控阵气象雷达的局部剖视图(主视结构)；

图3是本实用新型实施例中雷达主机的主视结构剖视图；

图4是本实用新型实施例中功能组件的结构示意图。

其中，1-转台，2-支撑座，3-雷达主机的箱体，4-电动伸缩杆，5-空调外机，6-主水管，7-空调内机，71-出风口，72-制冷水管，73-进风口，74-冷却风扇，75-支撑板，8-第一功能组件，81-散热风机，82-散热通道，9-隔板，91-回流区，92-换热区，93-汇流区，10-第二功能组件，11-导流板，12-第三功能组件，13-天线。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和3所示，本实施例所提供的一种相控阵气象雷达包括雷达主机、转台1以及控制装置，雷达主机的第一端通过支撑座2与转台1连接，雷达主机的第二端通过电动伸缩杆4与转台1连接，第一端和第二端为相对的两端；转台1、电动伸缩杆4分别与控制装置电性连接。该相控阵气象雷达还包括空调、换热器以及隔板9；空调包括空调外机5和空调内机7，空调外机5设于转台1的空腔内，空调内机7通过支撑板75设于雷达主机的箱体3内；空调内机7具体位于第一端，且空调内机7通过主水管6与空调外机5连接；空调内机7具有出风口71和进风口73；在空调内机7出风口71处的两侧分别设有第一换热器和第二换热器；在第一换热器和第二换热器上设有隔板9，由隔板9、第一换热器、第二换热器、支撑板75围合成的区域为换热区92，隔板9以上的区域为回流区91，换热区92与回流区91之间的区域为汇流区93；进风口73与回流区91连通。该相控阵气象雷达，在雷达主机内集成冷却系统，即在雷达主机内集成有空调内机、换热器以及隔板。

本实施例中，雷达主机的第一端是指靠近支撑座2的一端，第二端是指靠近电动伸缩杆4的一端，第三端和第四端均为第一端和第二端的相邻端，且第三端与第四端为相对的两端。

回流区91、回流区91以及换热区92由隔板9、第一换热器和第二换热器分隔，隔板9以上为回流区91，回流区91与进风口73连通，以便换热后的热空气通过回流区91、进风口73进入空调内机7，隔板9以下为换热区92，换热区92为第一换热器与第二换热器之间的区域，使冷空气充分进入到第一换热器和第二换热器内，提高了散热效果；汇流区93连通换热区92和回流区91，雷达主机各功能组件可以安装于换热区92或汇流区93，优选安装于换热区92，回流区91和汇流区93为空气通道，分区明确，互不干扰，有利于各功能组件的布局和安装。

本实用新型所述相控阵气象雷达的工作原理为：冷空气由空调内机7的出风口71进入换热区92，在第一换热器和第二换热器的作用下向两侧流动，进入到第一换热器和第二换热器内，在换热器内进行热量交换后形成热空气，热空气经汇流区93进入到回流区91，再通过空调内机7的进风口73进入到空调内机7，如此循环实现雷达主机箱体内各功能组件的散热。

空调外机5设于转台1内，当雷达主机进行旋转运动时，空调外机5与空调内机7的相对位置不变，空调散热性能不受雷达主机旋转影响，确保了可靠的散热能力，进而确保了雷达性能不受影响。当雷达主机进行俯仰运动和旋转运动时，冷空气进入换热区92，且换热区92和回流区91通过隔板9分隔开，避免了散热和回流的相互干扰，提高了散热效果，确保雷达主机内各功能组件正常工作，同时也有利于组件的布局和安装。空调外机5位于转台1内，将雷达主机工作时产生的热量排到大气中。雷达主机为密封式箱体3结构，故雷达主机内部各功能组件环境适应性要求低，可降低各功能组件加工成本，同时具有控制换热区92进口温度的能力，保证了雷达主机内部各功能组件在设定的环境温度工作，不受外界环境温度变化的影响。雷达主机内部的线缆均分布在换热区92，工作时能够及时将线缆产生的热量带走。该相控阵气象雷达可使雷达免除天线罩，降低了雷达制造成本。

在本实用新型的一个实施例中，空调内机7内设有制冷水管72，制冷水管72的放置方向与转台1的上表面平行(如图1所示)。在雷达主机进行俯仰运动时，制冷水管72始终与地平面保持平行，保证了空调内机7散热效率不随俯仰角度的变化而改变，使空调内机7在任何俯仰角度下散热能力保持不变，避免了俯仰运动对空调内机7散热效率的影响。

在本实用新型的一个实施例中，在换热区92和回流区91设有第一温度传感器，第一温度传感器的输出端与空调控制模块电性连接。空调控制模块根据换热区92和回流区91的温度自动调节空调内机7冷却风扇74的转速以及制冷水管72内制冷剂的流量，实现系统散热能力的自动调节，可以将进入换热区92的冷空气冷却至恒定温度，确保了雷达主机内部各功能组件正常工作。冷却风扇74位于出风口71附近。

在本实用新型的一个实施例中，在空调外机5的底部设有减振组件，消除了振动对空调制冷效果的影响。

在本实用新型的一个实施例中，主水管6的一端连接空调外机5，另一端穿过支撑座2进入雷达主机并与空调内机7连接。这种设置方式既保护了主水管6，又将主水管6隐藏，使相控阵雷达的外观更加简洁、美观。本实施例中，主水管6采用金属软管材质，保证雷达主机在进行俯仰运动时管路不受旋转运动影响。主水管6是承载制冷剂在空调内机7、空调外机5之间循环流动的桥梁，制冷剂则是传递热量的中间载体，空调内机7的制冷剂吸收雷达主机内部空气热量，冷却空气，使雷达主机换热区92进口空气温度恒定，空调外机5的制冷剂释放热量，将雷达主机工作时产生的热量排到大气中，如此循环工作。

在本实用新型的一个实施例中，第一换热器和第二换热器均包括散热通道82、设于散热通道82进口的散热风机81、变频器以及换热器控制模块；换热器控制模块的输出端与变频器电性连接，变频器与散热风机81电性连接，如图4所示。在换热区92和回流区91设有第二温度传感器，第二温度传感器的输出端与换热器控制模块电性连接。换热器控制模块根据换热区92和回流区91的温度自动调节散热风机81的转速，为整个雷达主机内部空气流动提供动力，使空气能够在雷达主机内部空间循环流动，且增强了散热通道82的散热效率，高效冷却雷达主机内部的各功能组件。

本实施例中，散热通道82包括散热管以及设于散热管内的翅片，翅片为平面状、波纹状、翅柱状或枣核状。

在本实用新型的一个实施例中，在第一换热器与第二换热器之间设有导流板11；导流板11呈喇叭状，且喇叭宽口朝向出风口71，如图2所示。导流板11引导空气流动，使换热区92中空气流动更均匀稳定，确保雷达主机各功能组件温度分布一致性良好。导流板11的这种布局能够有效地减少因惯性力作用易流向雷达主机顶部的空气量。

本实施例中，散热通道82、隔板9以及导流板11均采用铝合金材质。

在本实用新型的一个实施例中，雷达主机箱体3内具有多个功能组件，例如第一功能组件8、第二功能组件10以及第三功能组件12，各功能组件可以设于换热区92或汇流区93，优选设于换热区92，且第一换热器和第二换热器分别位于两个功能组件的进风口处或出风口处，例如第一换热器和第二换热器分别位于第一功能组件8和第二功能组件10的进风口处或出风口处，如图2～4所示，提高了功能组件的散热效果，保证了各功能组件工作在稳定温度环境下，不受外界环境温度影响，降低了各功能组件对环境的适应性要求，可降低各功能组件的环境要求设计，有效降低了设计制造成本；回流区未安装功能组件，仅作为空气通道，避免了功能组件对空气流通的影响，保证了空气有效流动。

在本实用新型的一个实施例中，空调内机7位于第二端，当空调内机7位于第二端时，需要将导流板11反向安装，即使导流板11构成的喇叭的宽口朝向空调内机7的出风口71，并将雷达主机内的主水管6延长至与空调内机7连接。

本实用新型所提供的一种相控阵气象雷达，实现了雷达主机与冷却系统的集成化，使雷达更具有通用性，集成化结构使雷达整体外观更简洁美观；冷却系统具备控制内部环境温度的能力，确保了雷达主机在设定温度下工作而不受外界环境温度变化影响，确保了雷达主机内部各功能组件一直在稳定环境温度下工作，雷达性能一致性较好；在雷达进行俯仰运动0～90°和旋转运动0～360°工作时，仍均具有可靠散热能力，确保雷达性能不受影响；制冷水管方向与转台表面或地面始终保持平行，在雷达主机进行俯仰运动时，对空调内机散热效率无影响，保证了雷达主机任何角度工作性能保持不变；空调内机安装在雷达主机内部，空调外机安装在转台内部，空调内外机功能互不影响，仅空调内机安装在雷达主机内部，可缩小雷达主机结构；可免除雷达使用天线罩，降低了雷达制造成本；雷达主机采用换热区和回流区，各功能组件安装在换热区，回流区仅作为空气流动通道，两个区域功能互不影响，同时回流区不安装各功能组件可以大幅度降低回流区的空间，缩小雷达主机结构；雷达主机采用密封式箱体结构，其内部各功能组件对环境适应性要求降低，可免除各功能组件环境要求设计，降低了表面处理、密封条件等设计要求，有效降低了设计、制造成本。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种相控阵气象雷达，包括雷达主机、转台以及控制装置，所述雷达主机的第一端通过支撑座与所述转台连接，所述雷达主机的第二端通过伸缩组件与所述转台连接，所述第一端和第二端为相对的两端；所述转台、伸缩组件分别与所述控制装置电性连接；其特征在于，还包括：

设于所述转台内的空调外机；

设于所述雷达主机内的空调内机；所述空调内机位于所述第一端或第二端或第三端或第四端，且空调内机通过主水管与所述空调外机连接；所述空调内机具有出风口和进风口；所述第三端和第四端均为第一端和第二端的相邻端；

设于所述空调内机出风口处的换热器；所述换热器包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器、第二换热器分别位于出风口处的两侧；

设于所述第一换热器和第二换热器上的隔板；由所述隔板、第一换热器和第二换热器围合成的区域为换热区，所述隔板以上的区域为回流区，所述换热区与回流区之间的区域为汇流区；所述进风口与所述回流区连通。

2.如权利要求1所述的相控阵气象雷达，其特征在于：所述空调内机内设有制冷水管，所述制冷水管的放置方向与地平面平行。

3.如权利要求1所述的相控阵气象雷达，其特征在于：在所述换热区和回流区设有第一温度传感器，所述第一温度传感器的输出端与空调控制模块电性连接。

4.如权利要求1所述的相控阵气象雷达，其特征在于：在所述空调外机的底部设有减振组件。

5.如权利要求1所述的相控阵气象雷达，其特征在于：所述主水管的一端连接所述空调外机，另一端穿过支撑座进入所述雷达主机并与所述空调内机连接。

6.如权利要求1所述的相控阵气象雷达，其特征在于：所述主水管采用金属软管材质。

7.如权利要求1～6中任一项所述的相控阵气象雷达，其特征在于：所述第一换热器和第二换热器均包括散热通道、设于所述散热通道进口的散热风机、变频器以及换热器控制模块；所述换热器控制模块的输出端与所述变频器电性连接，所述变频器与所述散热风机电性连接。

8.如权利要求7所述的相控阵气象雷达，其特征在于：在所述换热区和回流区设有第二温度传感器，所述第二温度传感器的输出端与换热器控制模块电性连接。

9.如权利要求1～6中任一项所述的相控阵气象雷达，其特征在于：在所述第一换热器与第二换热器之间设有导流板；所述导流板呈喇叭状，且喇叭宽口朝向出风口。

10.如权利要求1～6中任一项所述的相控阵气象雷达，其特征在于：所述雷达主机的各功能组件均设于所述换热区，且所述第一换热器和第二换热器分别位于第一功能组件和第二功能组件的进风口处或出风口处。

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