CN220509115U - 相控阵雷达天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种相控阵雷达天线，涉及雷达天线技术领域，包括射频模块、信号处理模块以及散热模块，射频模块包括第一箱体和射频单元，第一箱体设有具有第一开口的第一容设腔，射频单元设于第一容设腔，信号处理模块与射频模块间隔设置，信号处理模块包括第二箱体和信号处理单元，第二箱体设有具有第二开口的第二容设腔，第二开口与第一开口相对间隔设置，信号处理单元设于第二容设腔，散热模块一侧与射频模块连接，相对另一侧与信号处理模块连接，散热模块与第一开口和第二开口相连通。在本实用新型技术方案中，将射频模块和信号处理模块分隔设置，使之形成两个独立的散热空间，在两散热空间之间设置散热模块，减少了整机重量和功耗。

Description

相控阵雷达天线

技术领域

本实用新型涉及雷达天线技术领域，特别涉及一种相控阵雷达天线。

背景技术

相控阵雷达一般是由大量电子设备组成，集成度高，这些电子设备中均含有大量电子元器件，很多电子元器件都会在工作过程中产生热量，而过高的温度又会导致电子元器件性能改变甚至失效，从而使电子设备发生故障，因此，冷却设计就成为相控阵雷达设计的一项重要组成部分。在实际工况中，由于相控阵雷达越来越多追求大功率、多功能，其内部设备中功率元件集成度不断提高，在自然冷却不能满足的情况下，大多采用强迫风冷的方式进行冷却。强迫风冷是利用散热风扇提高雷达天线表面的空气流速，从而达到散热目的。

一般的相控阵雷达内部的电子设备在工作时，都会产生大量热量，这就使得设备需要多个散热结构散热，导致整机的重量增加、功耗增大，且散热效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种相控阵雷达天线，旨在提供一种整机重量更轻、功耗更小且散热效果更好的相控阵雷达天线。

为实现上述目的，本实用新型提出的相控阵雷达天线，包括：

射频模块，所述射频模块包括第一箱体和射频单元，所述第一箱体设有具有第一开口的第一容设腔，所述射频单元设于所述第一容设腔；

信号处理模块，所述信号处理模块与所述射频模块间隔设置，所述信号处理模块包括第二箱体和信号处理单元，所述第二箱体设有具有第二开口的第二容设腔，所述第二开口与所述第一开口相对间隔设置，所述信号处理单元设于所述第二容设腔；以及

散热模块，所述散热模块一侧与所述射频模块连接，相对另一侧与所述信号处理模块连接，所述散热模块与所述第一开口和所述第二开口相连通。

在本实用新型的一实施例中，所述散热模块包括：

壳体，所述壳体的相对两侧形成有两个进风口，两个所述进风口分别靠近所述第一开口和所述第二开口设置，所述壳体内部形成有涡室；

驱动装置，所述驱动装置包括电机本体和驱动轴，所述电机本体设于所述壳体一侧，所述电机本体一端伸出所述驱动轴；以及

涡轮风扇，所述涡轮风扇设于所述驱动轴。

在本实用新型的一实施例中，所述涡轮风扇包括至少两个间隔设置的涡轮风扇，每一所述涡轮风扇包括多个扇叶和隔板，所述隔板设于所述扇叶的环侧。

在本实用新型的一实施例中，所述涡室形成有出风口，所述出风口沿所述扇叶的切线方向设置。

在本实用新型的一实施例中，多个所述扇叶呈弧形设置。

在本实用新型的一实施例中，所述射频单元包括：

支架；

雷达天线，设于所述支架；

射频装置，所述射频装置设于所述雷达天线面向所述支架一侧，所述射频装置与所述雷达天线电连接；以及

信号采集器，设于所述支架背向所述射频装置一侧，所述信号采集器与所述雷达天线装置电连接。

在本实用新型的一实施例中，所述射频单元还包括散热板，所述散热板安装于所述支架，所述散热板与所述第一箱体内壁间隔形成有散热空间；

所述散热空间靠近所述第一开口一端设置。

在本实用新型的一实施例中，所述散热板为硅胶散热板。

在本实用新型的一实施例中，所述信号处理单元包括电源、控制装置以及信号处理器，所述电源、所述控制装置以及所述信号处理器均设于所述第二容设腔。

在本实用新型的一实施例中，所述壳体侧壁与所述第一箱体侧壁相邻位置设有密封条；和/或

所述壳体侧壁与所述第二箱体侧壁相邻位置设有密封条。

在本实用新型技术方案中，通过将相控阵雷达天线的射频模块和信号处理模块两部分分隔设置，使得两个部分形成两个独立的散热空间，在两个散热空间之间设置散热模块，散热模块紧邻射频模块和信号处理模块的两个开口设置，在散热模块工作时，气流会自射频模块的第一开口和信号处理模块的第二开口向散热模块流动，再通过散热模块向外排风带走热空气实现散热，如此设置，使得整机的结构更为合理，相比较于传统相控阵雷达天线将大量电子设备集成在一个空间内，本实用新型提供的实施例分开两个散热空间可以使得热量更好的散发，以达到更好的散热效果，本相控阵雷达天线相比传统式相控阵雷达天线减少了散热装置的数量，使得整机的重量也得到降低，同时也降低了整机功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的相控阵雷达天线的一实施例的结构示意图；

图2为图1所提供的相控阵雷达天线的气流流向演示图；

图3为图1中涡轮风扇的结构示意图；

图4为图1中雷达天线的结构示意图；

图5为图1中A处的局部放大图；

图6为本实用新型所提供的相控阵雷达天线的另一实施例的结构示意图；

图7为图1所提供的相控阵雷达天线的气流流向演示图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

相控阵雷达一般是由大量电子设备组成，集成度高，这些电子设备中均含有大量电子元器件，很多电子元器件都会在工作过程中产生热量，而过高的温度又会导致电子元器件性能改变甚至失效，从而使电子设备发生故障，因此，冷却设计就成为相控阵雷达设计的一项重要组成部分。在实际工况中，由于相控阵雷达越来越多追求大功率、多功能，其内部设备中功率元件集成度不断提高，在自然冷却不能满足的情况下，大多采用强迫风冷的方式进行冷却。强迫风冷是利用散热风扇提高雷达天线表面的空气流速，从而达到散热目的。

一般的相控阵雷达内部的电子设备在工作时，都会产生大量热量，这就使得设备需要多个散热结构散热，导致整机的重量增加、功耗增大，且散热效果不佳。

为解决上述问题，本实用新型提出了一种相控阵雷达天线，旨在提供一种整机重量更轻、功耗更小且散热效果更好的相控阵雷达天线，图1至图5为本实用新型相控阵雷达天线所提供的一实施例的结构示意图。

请参考图1至图5，本实用新型提出一种相控阵雷达天线，包括射频模块1、信号处理模块2以及散热模块3，射频模块1包括第一箱体11和射频单元12，第一箱体11设有具有第一开口111的第一容设腔，射频单元12设于第一容设腔，信号处理模块2与射频模块1间隔设置，信号处理模块2包括第二箱体21和信号处理单元22，第二箱体21设有具有第二开口211的第二容设腔，第二开口211与第一开口111相对间隔设置，信号处理单元22设于第二容设腔，散热模块3一侧与射频模块1连接，相对另一侧与信号处理模块2连接，散热模块3与第一开口111和第二开口211相连通。

在本实用新型技术方案中，通过将相控阵雷达天线的射频模块1和信号处理模块2两部分分隔设置，使得两个部分形成两个独立的散热空间，在两个散热空间之间设置散热模块3，散热模块3紧邻射频模块1和信号处理模块2的两个开口设置，在散热模块3工作时，气流会自射频模块1的第一开口111和信号处理模块2的第二开口211向散热模块3流动，再通过散热模块3向外排风带走热空气实现散热，如此设置，使得整机的结构更为合理，相比较于传统相控阵雷达天线将大量电子设备集成在一个空间内，本实用新型提供的实施例分开两个散热空间可以使得热量更好的散发，以达到更好的散热效果，本相控阵雷达天线相比传统式相控阵雷达天线减少了散热装置的数量，使得整机的重量也得到降低，同时也降低了整机功耗。

为实现对所述射频模块1和所述信号处理模块2的散热降温，所述散热模块3包括壳体31、驱动装置32以及涡轮风扇33，具体地，请进一步参阅图1和图3，所述壳体31的相对两侧形成有两个进风口，两个所述进风口分别靠近所述第一开口111和所述第二开口211设置，为安装所述涡轮风扇33，所述壳体31内部形成有涡室311，所述气流自所述射频模块1和/或所述信号处理模块2结果所述第一开口111和/或所述第二开口211，再经由两个所述进风口进入所述涡室311内。

需要说明的是，为方便更换所述射频模块1内部元器件，所述第一箱体11采用卡接固定，具体地，请进一步参阅图5，所述第一箱体11形成有固定凸起112和固定凹槽113，所述固定凸起和所述固定凹槽配合卡接固定。

为驱动所述涡室311内所述涡轮风扇33旋转，所述散热模块3一侧设有驱动装置32，所述包括电机本体和驱动轴，所述电机本体设于所述壳体31一侧，所述电机本体一端伸出所述驱动轴，所述涡轮风扇33安装于所述驱动轴的一端以实现转动。

为进一步优化散热效果，所述涡轮风扇33包括多个扇叶331和隔板332，具体地，请进一步参阅图3，所述涡轮风扇33的多个所述扇叶331呈弧形设置，如此设置，可以使得在所述涡轮风扇33旋转时，气流可以按既定旋转切向方向运动，而不会发散运动，使得热空气更为集中，也就使得所述涡轮风扇33的排风效果更好。具体地，请进一步参阅图2，所述射频模块气流方向11a自所述射频装置123一侧向所述第一开口111流动，再经由所述散热模块3，在所述涡轮风扇33的转动下带动气流从所述壳体31的出风口排出，图2所示的所述气流排出方向31a即为所述壳体31开口处。

为消除所述射频模块1和所述信号处理模块2发生热量交换，相互影响，以影响设备整体的散热效果，在所述扇叶331的中间位置环绕形成有隔板332，所述隔板用以隔断所述涡轮风扇33，将所述涡轮风扇33分为两个部分，分别对应所述射频模块1的散热和所述信号处理模块2的散热，使得气流不会扰动。

需要说明的是，所述涡轮风扇33可以设置一个，也可以设置两个，还可以设置多个，本实用新型对此不做限制，在本实用新型的一实施例中，所述涡轮风扇33的数量为两个，两个所述涡轮风扇33相邻间隔设置，两个所述涡轮风扇33旋向相反，以使得气流从两所述涡轮风扇33中间区域集中排出，结构更合理。

在本实用新型的另一实施例中，所述涡室311具有两个出风口分别为第一出风口311a和第二出风口311b，具体地，请进一步参阅图6，两个所述涡轮风扇33相邻间隔设置，两个所述涡轮风扇33旋向相同，两个所述涡轮风扇33分别从所述第一出风口311a和所述第二出风口311b出风，具体地，请进一步参阅图7，如此设置，分别出风可以使得单位时间内的出风效率更高，产生更好地冷却效果。

在本实用新型的一实施例中，所述射频单元12包括支架121、雷达天线122、射频装置123以及信号采集器124，具体地，请进一步参阅图1，所述支架121固定于所述第一箱体11内壁，所述支架121为所述雷达天线122、射频装置123以及信号采集器124提供支撑和安装，所述射频单元12通过所述雷达天线122和所述射频装置123配合完成发射电磁信号，并通过所述信号采集器124回收回波信号从中提取信息，所述雷达天线122和所述射频装置123安装于所述支架121的一侧，所述信号采集器124安装于所述支架121背向于所述射频装置123的另一侧，关于射频装置123和信号采集器124与支架121的固定方式，本领域技术人员应当能够根据支架121的具体结构以及射频装置123和信号采集器124的实际尺寸进行合理的选择和设计，这里不作具体限制。

由于所述射频单元12发热量较大，为进一步优化散热效果，所述射频单元12还包括散热板125，具体地，请进一步参阅图1，所述散热板125安装于所述支架121，所述散热板125与所述第一箱体11相邻所述第一开口111的一侧内壁间隔形成有散热空间，自所述射频单元125散发的热量会通过所述散热板125进行热传递，将热空气引导至所述散热空间，所述散热空间形成有第一开口111，热空气随之排出。

需要说明的是，所述散热板125的材质可以是铝合金材质，还可以是导热硅胶材质，本实用新型对此不做限制，在本实用新型的一实施例中，所述散热板125为导热硅胶，导热硅胶的导热性能好，且密度小于铝合金材质，不会额外增加设备整机重量。

为对所述信号采集器124回收的回波信号进行分析处理，所述相控阵雷达天线还包括信号处理单元22，所述信号处理单元包括电源221、控制装置222以及信号处理器223，所述电源221用以为整机供电，所述控制装置222和所述信号处理器223用以处理所述信号采集器124回收的回波信号，所述电源221为磷酸铁锂蓄电池，单位体积内能量密度更大，以延长整机的电量续航能力，由于所述电源221重量较大，所以考虑将所述电源221设于所述第二箱体21的底部，以使得整机重心降低，关于所述控制装置222和所述信号处理器223的固定、设置方式，本领域技术人员应当能够根据其实际结构、实际尺寸进行合理的选择和设计，这里不作具体限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种相控阵雷达天线，其特征在于，包括：

射频模块，所述射频模块包括第一箱体和射频单元，所述第一箱体设有具有第一开口的第一容设腔，所述射频单元设于所述第一容设腔；

信号处理模块，所述信号处理模块与所述射频模块间隔设置，所述信号处理模块包括第二箱体和信号处理单元，所述第二箱体设有具有第二开口的第二容设腔，所述第二开口与所述第一开口相对间隔设置，所述信号处理单元设于所述第二容设腔；以及

散热模块，所述散热模块一侧与所述射频模块连接，相对另一侧与所述信号处理模块连接，所述散热模块与所述第一开口和所述第二开口相连通；

所述散热模块包括：

壳体，所述壳体的相对两侧形成有两个进风口，两个所述进风口分别靠近所述第一开口和所述第二开口设置，所述壳体内部形成有涡室；

驱动装置，所述驱动装置包括电机本体和驱动轴，所述电机本体设于所述壳体一侧，所述电机本体一端伸出所述驱动轴；以及

涡轮风扇，所述涡轮风扇设于所述驱动轴。

2.如权利要求1所述的相控阵雷达天线，其特征在于，所述涡轮风扇包括至少两个间隔设置的涡轮风扇，每一所述涡轮风扇包括多个扇叶和隔板，所述隔板设于所述扇叶的环侧。

3.如权利要求2所述的相控阵雷达天线，其特征在于，所述涡室形成有出风口，所述出风口沿所述扇叶的切线方向设置。

4.如权利要求3所述的相控阵雷达天线，其特征在于，多个所述扇叶呈弧形设置。

5.如权利要求1至4中任一项所述的相控阵雷达天线，其特征在于，所述射频单元包括：

支架；

雷达天线，设于所述支架；

射频装置，所述射频装置设于所述雷达天线面向所述支架一侧，所述射频装置与所述雷达天线电连接；以及

信号采集器，设于所述支架背向所述射频装置一侧，所述信号采集器与所述雷达天线装置电连接。

6.如权利要求5所述的相控阵雷达天线，其特征在于，所述射频单元还包括散热板，所述散热板安装于所述支架，所述散热板与所述第一箱体内壁间隔形成有散热空间；

所述散热空间靠近所述第一开口一端设置。

7.如权利要求6所述的相控阵雷达天线，其特征在于，所述散热板为硅胶散热板。

8.如权利要求1至4中任一项所述的相控阵雷达天线，其特征在于，所述信号处理单元包括电源、控制装置以及信号处理器，所述电源、所述控制装置以及所述信号处理器均设于所述第二容设腔。

9.如权利要求1至4中任一项所述的相控阵雷达天线，其特征在于，所述壳体侧壁与所述第一箱体侧壁相邻位置设有密封条；和/或

所述壳体侧壁与所述第二箱体侧壁相邻位置设有密封条。