JP2000323910A - Cooling structure for antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、限られた空間に
搭載するアンテナ装置の冷却構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling structure for an antenna device mounted in a limited space.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の冷却構造を説明する。図１２は、
排熱先より温度が低い冷却液を得るため、ＶＣＳ（Ｖａ
ｐｏｒ Ｃｙｃｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ：蒸気サイクルシス
テム）２０を用いた冷却系構成ブロックを示す。１は冷
却が必要なモジュール４を実装したアンテナ装置、１６
はアンテナ装置に冷却液を循環するためのポンプ、２１
はアンテナ装置で発生した熱を冷却液からフロンに熱移
動させるためのエバポレータ、２２はフロンを圧縮する
ためのコンプレッサ、２３はアンテナ装置で発生した熱
をフロンから燃料に熱移動させるためのコンデンサ、２
４はフロンを減圧させるためのバルブ、２５はアンテナ
装置で発生した熱を蓄える燃料タンクである。２６は冷
却液系ライン、２７はフロン系ライン、２８は燃料系ラ
イン、２９はラインの流れ方向を示す。2. Description of the Related Art A conventional cooling structure will be described. FIG.
In order to obtain a coolant with a lower temperature than the exhaust heat destination, VCS (Va
1 shows a cooling system configuration block using a por cycle system (steam cycle system) 20. 1 is an antenna device mounted with a module 4 requiring cooling, 16
Is a pump for circulating the coolant through the antenna device, 21
Is an evaporator for transferring the heat generated by the antenna device from the coolant to the CFC, 22 is a compressor for compressing the CFC, 23 is a capacitor for transferring the heat generated by the antenna device from the CFC to the fuel, 2
Reference numeral 4 denotes a valve for reducing the pressure of Freon, and reference numeral 25 denotes a fuel tank for storing heat generated by the antenna device. 26 is a coolant line, 27 is a Freon line, 28 is a fuel line, and 29 is the flow direction of the line.
【０００３】図１３は排熱先より温度が低い冷却液を用
いたアンテナ装置の冷却構造で、４は信号を増幅するた
めに熱を発生し冷却が必要なモジュール、５はモジュー
ルで増幅した信号を空間に放射するためのアンテナ素
子、３０はモジュールを冷却するための冷却液を循環さ
せしかもモジュールを実装している冷却板である。FIG. 13 shows a cooling structure of an antenna device using a cooling liquid whose temperature is lower than that of an exhaust heat destination. Reference numeral 4 denotes a module which generates heat to amplify a signal and requires cooling, and 5 denotes a signal amplified by the module. An antenna element 30 for radiating the module into the space, and a cooling plate 30 for circulating a cooling liquid for cooling the module and mounting the module.
【０００４】次に動作について説明する。アンテナ装置
に実装されているモジュール４に電力を供給することに
より、モジュール４内で信号が増幅され、増幅された信
号はアンテナ素子５を介して、空間に放射される。モジ
ュール４において安定的に信号を増幅させるには、モジ
ュール４を一定温度以下に冷却することが必要である。
アンテナ装置で発生した熱は、ポンプ１６により循環し
ている冷却液でエバポレータ２１に輸送される。エバポ
レータ２１では低温のフロンが気化することにより、ア
ンテナ装置で発生した熱がフロンに熱移動し、アンテナ
装置に供給される冷却液が冷却される。気化したフロン
はコンプレッサ２２により圧縮され高温高圧のフロンと
なりコンデンサ２３に流れる。コンデンサ２３では循環
している燃料により高温高圧のフロンが液化することで
アンテナ装置で発生した熱がフロンから燃料に熱移動す
る。液化したフロンはバルブ２４により減圧されエバポ
レータ２１に流れて上記のサイクルを繰り返す。コンデ
ンサ２３によりアンテナ装置で発生した熱を奪った燃料
は燃料タンク２５に蓄積される。Next, the operation will be described. By supplying power to the module 4 mounted on the antenna device, a signal is amplified in the module 4, and the amplified signal is radiated to the space via the antenna element 5. In order to stably amplify a signal in the module 4, it is necessary to cool the module 4 to a certain temperature or lower.
The heat generated by the antenna device is transported to the evaporator 21 by the cooling liquid circulated by the pump 16. In the evaporator 21, the low-temperature Freon is vaporized, so that the heat generated in the antenna device is transferred to the Freon, and the coolant supplied to the antenna device is cooled. The vaporized Freon is compressed by the compressor 22 and becomes high-temperature and high-pressure Freon and flows to the condenser 23. In the condenser 23, the high-temperature and high-pressure Freon is liquefied by the circulating fuel, so that the heat generated in the antenna device is transferred from the Freon to the fuel. The liquefied Freon is decompressed by the valve 24 and flows to the evaporator 21 to repeat the above cycle. The fuel from which heat generated by the antenna device has been removed by the condenser 23 is stored in the fuel tank 25.
【０００５】上記ＶＣＳの動作すなわちフロンの相変化
によりアンテナ装置を冷却するための冷却液は、排熱先
である燃料の温度よりも低い温度に冷却できる。一方ア
ンテナ装置においては、エバポレータ２１で冷やされた
冷却液がアンテナ装置に実装されている冷却板３０に供
給される。冷却板３０には一定の温度以下に冷却が必要
なモジュール４が実装されており、モジュール４から冷
却板３０までは熱伝導、冷却板３０では冷却液による熱
伝達によりモジュールが冷却される。[0005] The coolant for cooling the antenna device by the operation of the VCS, that is, the phase change of the chlorofluorocarbon, can be cooled to a temperature lower than the temperature of the fuel to which the heat is discharged. On the other hand, in the antenna device, the cooling liquid cooled by the evaporator 21 is supplied to the cooling plate 30 mounted on the antenna device. A module 4 that needs to be cooled to a certain temperature or lower is mounted on the cooling plate 30, and the module is cooled by heat conduction from the module 4 to the cooling plate 30, and the cooling plate 30 is cooled by heat transfer by a cooling liquid.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ装置の
冷却構造は、以上のように排熱先より温度が低い冷却液
を得るためにＶＣＳを用いた冷却系で構成されているの
で、冷却液系ライン、フロン系ラインおよび燃料系ライ
ンが必要であり、これを搭載する航空機等の装置の改修
規模が膨大であった。また、上記のラインを引き回せな
い狭い空間にアンテナ装置を搭載することができず、搭
載場所に制限が生じていた。As described above, the cooling structure of the conventional antenna device is constituted by a cooling system using a VCS in order to obtain a cooling liquid having a lower temperature than that of the heat discharge destination. System lines, chlorofluorocarbon lines, and fuel lines were required, and the renovation scale of equipment such as aircraft equipped with these lines was enormous. Further, the antenna device cannot be mounted in a narrow space in which the above-mentioned line cannot be routed, and the mounting place is limited.
【０００７】また、冷却液、フロン、燃料の漏れ対策も
必要で構成が複雑であるとともに、冷却に係わる保守、
点検、整備も困難であった。更に、所要の冷却液温度を
得るためには、コンプレッサ、バルブ、燃料流量および
フロン流量等の制御が必要となり、ＶＣＳ等の冷却に必
要な構造が複雑であり、構造の規模が膨大であった。併
せてアンテナ装置においても冷却液を循環させる必要が
あり、構造が複雑で構造の規模が大きくなった。Also, measures are required to prevent leakage of the coolant, Freon, and fuel.
Inspection and maintenance were also difficult. Further, in order to obtain a required coolant temperature, control of a compressor, a valve, a fuel flow rate, a Freon flow rate, and the like are required, and a structure required for cooling a VCS or the like is complicated, and the scale of the structure is enormous. . At the same time, it is necessary to circulate the cooling liquid also in the antenna device, and the structure is complicated and the scale of the structure is increased.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は上記のような
問題点を解消するためになされたもので、排熱先の温度
より低い冷却が必要なアンテナ装置において、ＶＣＳを
用いない冷却系で構成する。つまり冷却液系ライン、フ
ロン系ラインおよび燃料系ラインを不要として狭い空間
にも搭載できることを目的としている。さらにアンテナ
装置の放熱面である外壁をアンテナを搭載した航空機等
の装置の外壁と兼用し、小型軽量なアンテナ装置にする
とともに、搭載場所の自由度を上げることを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is intended for an antenna device requiring cooling lower than the temperature of an exhaust heat destination in a cooling system without using VCS. Constitute. In other words, it is an object of the present invention to eliminate the need for a coolant line, a chlorofluorocarbon line, and a fuel line and to mount it in a narrow space. It is another object of the present invention to provide a small and lightweight antenna device by using an outer wall which is a heat radiation surface of the antenna device as an outer wall of a device such as an aircraft equipped with an antenna, and to increase a degree of freedom of a mounting place.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１は、この実施の形態によるアンテナ
装置の冷却構造の外形図、図２および図３は、この実施
の形態によるアンテナ装置の冷却構造図で、図２は図１
のレドーム３を外した状態を、図３は図２のアンテナ素
子５を外した状態を示す。図４は、この実施の形態によ
るアンテナ装置の断面図、図５は、この実施の形態によ
るアンテナ装置の冷却構造を航空機に搭載した図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is an external view of a cooling structure of the antenna device according to this embodiment, FIGS. 2 and 3 are cooling structure diagrams of the antenna device according to this embodiment, and FIG.
3 shows a state in which the radome 3 is removed, and FIG. 3 shows a state in which the antenna element 5 in FIG. 2 is removed. FIG. 4 is a sectional view of the antenna device according to this embodiment, and FIG. 5 is a diagram in which the cooling structure of the antenna device according to this embodiment is mounted on an aircraft.
【００１０】図１〜図４において、１はアンテナ装置、
２は航空機の外壁に相当ししかもアンテナ装置１の放熱
板でアンテナ装置の外壁となるスキン、３はアンテナ装
置で増幅された信号を透過ししかもアンテナの前面とな
るレドームで、スキン２に取り付けてアンテナ装置の外
形を構成する。４は信号を増幅するために熱を発生しし
かも一定温度以下に冷却が必要なモジュール、５はモジ
ュール４で増幅した信号を空間に放射するためのアンテ
ナ素子でモジュールに接続されている。６は熱電性能の
大きい半導体で構成され電力を供給することで冷却効果
を得るペルチェプレートでアンテナ装置の両端に設け、
両ペルチェプレートとも発熱（加熱）側６ｂはアンテナ
装置の外壁となるスキン２に固定されている。７は２個
のモジュールを上下に実装しているベースプレートで両
端がペルチェプレートの吸熱（冷却）側６ａに固定され
ている。ペルチェ効果は、２種類の半導体の両端を接続
して電流を流すと一方の接点では発熱が起り、他の接点
では吸熱が起る現象である。ペルチェプレート６はこの
現象を利用した冷却器である。1 to 4, reference numeral 1 denotes an antenna device;
2 is a skin that serves as the outer wall of the antenna device 1 and corresponds to the outer wall of the aircraft and serves as the outer wall of the antenna device. 3 is a radome that transmits the signal amplified by the antenna device and serves as the front surface of the antenna. Configure the outer shape of the antenna device. Reference numeral 4 denotes a module which generates heat to amplify a signal and needs to be cooled to a certain temperature or lower. Reference numeral 5 denotes an antenna element for radiating the signal amplified by the module 4 to a space, and is connected to the module. 6 is a Peltier plate which is made of a semiconductor having high thermoelectric performance and obtains a cooling effect by supplying electric power, which is provided at both ends of the antenna device,
The heat generation (heating) side 6b of both Peltier plates is fixed to the skin 2 which is the outer wall of the antenna device. Reference numeral 7 denotes a base plate on which two modules are mounted vertically, both ends of which are fixed to the heat absorbing (cooling) side 6a of the Peltier plate. The Peltier effect is a phenomenon in which, when both ends of two types of semiconductors are connected and a current is applied, heat is generated at one contact and heat is absorbed at the other contact. The Peltier plate 6 is a cooler utilizing this phenomenon.
【００１１】図４において、８ａ〜８ｄはモジュール４
で発生した熱がスキン２から放熱されるまでの移動方向
を示し、９はモジュール４底面とベースプレート７表面
の間を示し、接触熱抵抗により温度上昇が発生する所で
ある。図５において、１０ａ〜１０ｃは航空機における
アンテナ装置の搭載場所を示す。In FIG. 4, 8a to 8d are modules 4
Indicates the moving direction until the heat generated in step (2) is dissipated from the skin (2), and (9) indicates between the bottom surface of the module (4) and the surface of the base plate (7), where the temperature rise occurs due to the contact thermal resistance. In FIG. 5, reference numerals 10a to 10c denote mounting locations of the antenna device on the aircraft.
【００１２】次に動作について説明する。アンテナ装置
に実装されているモジュール４に電力を供給することに
より、モジュール４内で信号が増幅され、増幅された信
号はアンテナ素子５およびレドーム３を介して、空間に
放射される。モジュール４において安定的に信号を増幅
させるには、モジュール４を一定温度以下に冷却するこ
とが必要である。Next, the operation will be described. By supplying power to the module 4 mounted on the antenna device, a signal is amplified in the module 4, and the amplified signal is radiated to the space via the antenna element 5 and the radome 3. In order to stably amplify a signal in the module 4, it is necessary to cool the module 4 to a certain temperature or lower.
【００１３】モジュール４はベースプレート７の上下に
実装されているため、モジュール４から発生した熱はモ
ジュール４とベースプレート７間の接触熱抵抗９を介し
てベースプレート７に熱伝導（８ａ）し、ペースプレー
ト自身を伝導（８ｂ）して、ペルチェプレートの吸熱
（冷却）側６ａに移動する。さらにペルチェプレートの
発熱（加熱）側６ｂはスキン２に固定されているため、
熱はスキン２に熱伝導８ｃされる。一方放熱板であるス
キン２は航空機の外壁を兼用しているため、航空機が飛
行時発生するラムエアーの熱伝達によりスキン表面から
外気へ放熱（８ｄ）される。つまりモジュール４で発生
した熱はアンテナ装置のスキン２すなわち航空機の外壁
から外気へ放熱される。Since the module 4 is mounted above and below the base plate 7, the heat generated from the module 4 conducts (8a) to the base plate 7 via the contact thermal resistance 9 between the module 4 and the base plate 7, and the pace plate It conducts itself (8b) and moves to the heat absorbing (cooling) side 6a of the Peltier plate. Furthermore, since the heating (heating) side 6b of the Peltier plate is fixed to the skin 2,
The heat is conducted 8 c to the skin 2. On the other hand, since the skin 2, which is a heat sink, also serves as the outer wall of the aircraft, heat is dissipated (8d) from the skin surface to the outside air by heat transfer of ram air generated when the aircraft flies. That is, the heat generated in the module 4 is radiated from the skin 2 of the antenna device, that is, the outer wall of the aircraft to the outside air.
【００１４】またペルチェプレート７には電力が供給さ
れており、ペルチェプレート７の冷却効果にともない吸
熱（冷却）側６ａは発熱（加熱）側６ｂより低い温度に
冷却される。つまりペルチェプレートの吸熱（冷却）側
６ａが排熱先である外気よりも低い温度に冷却されるこ
とにより、モジュール４を一定温度以下に冷却すること
が可能となる。また、モジュール４の両側にペルチェプ
レート６、スキン２を設け、アンテナ装置の両外壁であ
るスキン２を航空機の外壁と兼用しているため、アンテ
ナ装置は航空機の主に尾翼１０ａ等へ容易に搭載でき
る。Electric power is supplied to the Peltier plate 7, and the heat absorbing (cooling) side 6a is cooled to a lower temperature than the heat generating (heating) side 6b due to the cooling effect of the Peltier plate 7. That is, the heat absorption (cooling) side 6a of the Peltier plate is cooled to a temperature lower than the outside air to which the heat is exhausted, so that the module 4 can be cooled to a certain temperature or less. Further, the Peltier plate 6 and the skin 2 are provided on both sides of the module 4, and the skin 2 which is both outer walls of the antenna device is also used as the outer wall of the aircraft. Therefore, the antenna device is easily mounted mainly on the tail fin 10a of the aircraft. it can.
【００１５】以上のように、この実施の形態によれば、
排熱先の温度より低い冷却が必要なアンテナ装置におい
て、ＶＣＳを用いない冷却系で構成し、つまり冷却液系
ライン、フロン系ラインおよび燃料系ラインが不要であ
り、さらにアンテナ装置の放熱面として航空機の外壁を
活用するため、アンテナ装置を航空機に搭載するときの
航空機の改修規模が縮小できるとともに上記のラインを
引き回せない尾翼等にもアンテナ装置を搭載することが
でき、航空機の搭載場所の自由度を上げることができる
効果がある。As described above, according to this embodiment,
In an antenna device that requires cooling lower than the temperature of the exhaust heat destination, it is configured with a cooling system that does not use VCS, that is, a cooling liquid system line, a Freon system line, and a fuel system line are unnecessary, and as a heat radiation surface of the antenna device Utilizing the outer wall of the aircraft, the retrofitting scale of the aircraft when installing the antenna device on the aircraft can be reduced, and the antenna device can also be mounted on the tail fin, etc., where the above line cannot be routed. There is an effect that the degree of freedom can be increased.
【００１６】また、冷却液、フロン、燃料およびＶＣＳ
が不要な冷却系であり、冷却の構成が単純で小型軽量に
なるとともに、冷却に関わる保守、点検、整備も容易と
なる効果もある。さらに、アンテナ装置においても冷却
液の循環が不要となり、小型軽量なアンテナ装置にでき
る効果もある。一方、電力を供給するだけで排熱先の温
度より低い温度を得ることができ、回転機能を有するポ
ンプおよびコンプレッサが不要で、航空機の耐加速度等
にともなう飛行制限が発生しない効果もある。[0016] Also, a coolant, Freon, fuel and VCS
Is a cooling system that does not require a cooling system, has a simple cooling configuration, is small and lightweight, and has an effect that maintenance, inspection, and maintenance related to cooling are also easy. Further, the antenna device does not need to circulate the cooling liquid, and has an effect that the antenna device can be made small and lightweight. On the other hand, a temperature lower than the temperature of the exhaust heat destination can be obtained only by supplying electric power, a pump and a compressor having a rotating function are not required, and there is also an effect that a flight restriction due to acceleration resistance of the aircraft does not occur.
【００１７】実施の形態２．この実施の形態は、実施の
形態１に加えて、航空機の外壁と兼用しているスキンに
フィンを設けることを特徴とし、放熱面積が大幅に増加
し、実施の形態１よりスキンの温度が下がりモジュール
の温度をさらに下げることができるとともにペルチェプ
レートに供給する電力を縮小することが可能となる。Embodiment 2 FIG. This embodiment is characterized in that, in addition to the first embodiment, fins are provided on the skin which is also used as the outer wall of the aircraft, the heat radiation area is greatly increased, and the temperature of the skin is lower than in the first embodiment. The temperature of the module can be further reduced, and the power supplied to the Peltier plate can be reduced.
【００１８】図６は、この実施の形態によるアンテナ装
置の冷却構造で、レドームとアンテナ素子を取り外した
状態を示す。図６において、４，６，７は図１〜図４と
同じである。１１はフィン付きスキンで航空機の外壁に
相当ししかもアンテナ装置の放熱面でアンテナ装置の外
壁となる。FIG. 6 shows the cooling structure of the antenna device according to this embodiment, in which the radome and the antenna element are removed. In FIG. 6, reference numerals 4, 6, and 7 are the same as those in FIGS. Numeral 11 denotes a finned skin, which corresponds to the outer wall of the aircraft, and serves as the outer wall of the antenna device on the heat radiation surface of the antenna device.
【００１９】次に動作について説明する。モジュール４
で発生した熱の移動およびモジュールの冷却に係わる動
作は実施の形態１の動作と同じである。この実施の形態
では、実施の形態１の動作に加えて、放熱面であるスキ
ン２にフィン１１を設けることにより、スキン２から外
気への放熱量が放熱面積に比例するため放熱量が大幅に
増加し、実施の形態１よりモジュールの温度をさらに下
げることができるとともにペルチェプレート７に供給す
る電力を縮小することが可能となる効果がある。Next, the operation will be described. Module 4
The operation relating to the transfer of the heat generated in the step and the cooling of the module is the same as the operation of the first embodiment. In this embodiment, in addition to the operation of the first embodiment, the fins 11 are provided on the skin 2 which is the heat radiating surface. There is an effect that the temperature of the module can be further reduced as compared with the first embodiment, and the power supplied to the Peltier plate 7 can be reduced.
【００２０】実施の形態３．この実施の形態は、実施の
形態１に加えて、航空機の外壁寸法はアンテナ本体より
大きいことを活用し、アンテナ装置の外壁でしかも航空
機の外壁であるスキンをアンテナ本体より大きくしたこ
とを特徴とし、放熱面積が増加し、モジュールの温度を
さらに下げることができるとともにペルチェプレートに
供給する電力を縮小することが可能となる。Embodiment 3 This embodiment is characterized in that, in addition to the first embodiment, a skin that is the outer wall of the antenna device and the outer wall of the aircraft is made larger than the antenna main body by utilizing the fact that the outer wall dimensions of the aircraft are larger than the antenna main body. As a result, the heat radiation area increases, the temperature of the module can be further reduced, and the power supplied to the Peltier plate can be reduced.
【００２１】図７は、この実施の形態によるアンテナ装
置の冷却構造図で、レドームとアンテナ素子を取り外し
た状態を示す。図７において、４，６，７は図１〜図４
と同じである。１２はモジュール４を積み重ねたアンテ
ナ装置本体の寸法より大きい拡大スキンで航空機の外壁
に相当ししかもアンテナ装置の放熱面でアンテナ装置の
外壁となる。FIG. 7 is a view showing a cooling structure of the antenna device according to this embodiment, in which the radome and the antenna element are removed. 7, 4, 6, and 7 are FIGS.
Is the same as Reference numeral 12 denotes an enlarged skin larger than the size of the antenna device main body on which the modules 4 are stacked, which corresponds to the outer wall of the aircraft, and serves as the outer wall of the antenna device on the heat radiation surface of the antenna device.
【００２２】次に動作について説明する。モジュール４
で発生した熱の移動およびモジュールの冷却に係わる動
作は実施の形態１の動作と同じである。この実施の形態
３では実施の形態１の動作に加えて、放熱面であるスキ
ン２をアンテナ本体より大きくすることにより、スキン
２からの放熱量が放熱面積に比例するため放熱量が大幅
に増加し、モジュール４の温度をさらに下げることがで
きるとともにペルチェプレート７に供給する電力を縮小
することが可能となる効果がある。Next, the operation will be described. Module 4
The operation relating to the transfer of the heat generated in the step and the cooling of the module is the same as the operation of the first embodiment. In the third embodiment, in addition to the operation of the first embodiment, the heat radiation from the skin 2 is proportional to the heat radiation area by increasing the size of the skin 2, which is the heat radiation surface, from the antenna body. However, there is an effect that the temperature of the module 4 can be further reduced and the power supplied to the Peltier plate 7 can be reduced.
【００２３】実施の形態４．この実施の形態は、実施の
形態１に対して、航空機の外壁となるスキンおよびペル
チェプレートをアンテナ装置の片側に備えたことを特徴
とし、アンテナ装置の片側のスキンのみを航空機の外壁
と兼用することにより、航空機で比較的厚みのあるの主
翼や胴体等にもアンテナ装置を搭載できる。つまり、航
空機の搭載場所の自由度を上げることができる効果があ
る。Embodiment 4 This embodiment is different from the first embodiment in that a skin serving as an outer wall of the aircraft and a Peltier plate are provided on one side of the antenna device, and only the skin on one side of the antenna device is also used as the outer wall of the aircraft. As a result, the antenna device can be mounted on a relatively thick main wing or fuselage of an aircraft. That is, there is an effect that the degree of freedom of the mounting location of the aircraft can be increased.
【００２４】図８は、この実施の形態によるアンテナ装
置の冷却構造図で、レドームとアンテナ素子を取り外し
た状態を示す。図８において、４，６，７は図１〜図４
と同じである。１３は航空機の外壁と兼用しているスキ
ンをアンテナ装置の片側のみに実装した片側スキンであ
る。FIG. 8 is a cooling structure diagram of the antenna device according to this embodiment, showing a state where the radome and the antenna element are removed. 8, 4, 6, and 7 are FIGS.
Is the same as Reference numeral 13 denotes a one-sided skin in which a skin also used as the outer wall of the aircraft is mounted on only one side of the antenna device.
【００２５】次に動作について説明する。モジュール４
で発生した熱の移動およびモジュールの冷却に係わる動
作は実施の形態１の動作と同じである。この実施の形態
では発明の実施の形態１の動作に対して、放熱面である
スキンをアンテナ装置の片側のみに実装しているため、
モジュールで発生した熱はアンテナ装置の片側のみから
航空機の外気へ放熱される。片面スキンで構成すること
で図５に示す通り、航空機の比較的厚みのある主翼１０
ｂや胴体１０ｃ等にもアンテナ装置を搭載できる。つま
り航空機の搭載場所の自由度を上げることができる効果
がある。Next, the operation will be described. Module 4
The operation relating to the transfer of the heat generated in the step and the cooling of the module is the same as the operation of the first embodiment. In this embodiment, since the skin that is the heat radiating surface is mounted on only one side of the antenna device with respect to the operation of the first embodiment of the invention,
The heat generated in the module is radiated from only one side of the antenna device to the outside air of the aircraft. As shown in FIG. 5, the relatively thick main wing 10 of the aircraft is constituted by a single-sided skin.
The antenna device can also be mounted on b, the body 10c, and the like. That is, there is an effect that the degree of freedom of the mounting location of the aircraft can be increased.
【００２６】実施の形態５．この実施の形態は、実施の
形態１に加えて、上下のモジュール２個とベースプレー
トを一体構造にしたことを特徴とし、モジュールとベー
スプレート間の接触熱抵抗により生じる温度上昇を無く
し、モジュールの温度をさらに下げることができるとと
もにペルチェプレートに供給する電力を縮小することが
可能となる効果がある。Embodiment 5 This embodiment is characterized in that, in addition to the first embodiment, two upper and lower modules and a base plate are integrated into one structure, eliminating a temperature rise caused by contact thermal resistance between the module and the base plate, and reducing the temperature of the module. There is an effect that the power can be further reduced and the power supplied to the Peltier plate can be reduced.
【００２７】図９は、この実施の形態によるモジュール
のケースの構造図である。１４は２個のモジュールをひ
とつのモジュールとしてパッケージ化するためのケース
で、実施の形態１における２個のモジュール４とベース
プレート７を一体化した構造を有し、ケースの上下にモ
ジュールの構成部品を実装できる。FIG. 9 is a structural view of a module case according to this embodiment. Reference numeral 14 denotes a case for packaging two modules as one module. The case 14 has a structure in which the two modules 4 and the base plate 7 in the first embodiment are integrated, and component parts of the modules are provided above and below the case. Can be implemented.
【００２８】次に動作について説明する。モジュールで
発生した熱の移動およびモジュールの冷却に係わる動作
は発明の実施の形態１の動作と同じである。この実施の
形態では、実施の形態１の動作に加えて、モジュールと
モジュールを取り付けるベースプレートを一体構造とす
ることにより、モジュールとベースプレート間で発生す
る接触熱抵抗（図４の９）による温度上昇を無くし、モ
ジュールの温度をさらに下げることができるとともにペ
ルチェプレート６に供給する電力を縮小することが可能
である。モジュールのケース１４は、他の実施の形態に
おいても用いることが出来、同様の効果を奏する。Next, the operation will be described. The operation relating to the transfer of the heat generated in the module and the cooling of the module are the same as those of the first embodiment of the invention. In this embodiment, in addition to the operation of the first embodiment, the module and the base plate to which the module is attached have an integral structure, so that the temperature rise due to the contact thermal resistance (9 in FIG. 4) generated between the module and the base plate is reduced. It is possible to further reduce the temperature of the module and to reduce the electric power supplied to the Peltier plate 6. The module case 14 can be used in other embodiments and has the same effect.
【００２９】実施の形態６．この実施の形態は、実施の
形態３に加えて、アンテナ装置の外壁であるスキンに循
環液パイプを内蔵したことを特徴し、循環液により熱を
効率よくスキン全面に輸送できるため、スキン内の熱伝
導で生じる温度上昇を抑えスキン内の温度を均一にで
き、モジュールの温度をさらに下げることができるとと
もにペルチェプレートに供給する電力を縮小することが
可能となる効果がある。Embodiment 6 FIG. This embodiment is characterized in that, in addition to the third embodiment, a circulating fluid pipe is built in the skin, which is the outer wall of the antenna device, and the circulating fluid can efficiently transport heat to the entire surface of the skin. There is an effect that the temperature rise caused by heat conduction can be suppressed, the temperature in the skin can be made uniform, the temperature of the module can be further reduced, and the power supplied to the Peltier plate can be reduced.
【００３０】図１０は、この実施の形態によるアンテナ
装置の冷却構造図で、レドームとアンテナ素子とを取り
外した状態である。図１０において、４，６，７は図１
〜図４と同じである。１５ａは循環液が流れるパイプを
内蔵している前方スキン、１５ｂは循環液が流れるパイ
プを内蔵している後方スキン、１５ｃはスキンに内蔵さ
れている循環液パイプ、１６は循環液を流すためのポン
プ、１７ａ〜１７ｃは循環液の流れる方向である。FIG. 10 is a diagram showing a cooling structure of the antenna device according to this embodiment, in which the radome and the antenna element are removed. 10, 4, 6, and 7 correspond to FIG.
4 to FIG. 15a is a front skin containing a pipe through which the circulating fluid flows, 15b is a rear skin containing a pipe through which the circulating fluid flows, 15c is a circulating fluid pipe built into the skin, and 16 is a circulating fluid pipe. The pumps 17a to 17c are in the direction in which the circulating fluid flows.
【００３１】次に動作について説明する。モジュール４
で発生した熱のペルチェプレート６までの移動は実施の
形態１の動作と同じである。実施の形態１の動作に加え
て、この実施の形態では、アンテナ装置を運用させると
き、循環ポンプを動作させスキン１５に循環液を流す。
循環液は先ずアンテナ装置の前方となるモジュール側す
なわち前方スキンを上から下に流れる（１７ａ）。ペル
チェプレートの発熱（加熱）側６ｂがスキンに固定され
ているため、循環液は上から下に流れながらモジュール
の熱の一部を熱伝達し、分配された後アンテナ装置の後
方すなわち後方スキンに流れる（１７ｂ）。アンテナ装
置の後方スキンは前方スキンと同様に航空機の外壁と兼
用しているため、ラムエアーにより循環液の熱は後方ス
キン表面から外気へ放熱される。さらに循環液は集合さ
れ、後方スキンの下から上に流れ（１７ｃ）、循環ポン
プに戻り、上記サイクルを繰り返す。なお前方スキン表
面からは、モジュールの熱の一部が循環液を介さないで
外気へ放熱される。Next, the operation will be described. Module 4
The movement of the heat generated in step 1 to the Peltier plate 6 is the same as the operation in the first embodiment. In addition to the operation of the first embodiment, in this embodiment, when operating the antenna device, the circulating pump is operated to flow the circulating liquid through the skin 15.
The circulating liquid first flows from the top side to the bottom side on the module side, that is, the front skin in front of the antenna device (17a). Since the heat generation (heating) side 6b of the Peltier plate is fixed to the skin, the circulating fluid transfers part of the heat of the module while flowing from top to bottom, and is distributed to the rear of the antenna device, that is, to the rear skin. It flows (17b). Since the rear skin of the antenna device also serves as the outer wall of the aircraft, like the front skin, the heat of the circulating fluid is radiated from the rear skin surface to the outside air by the ram air. Further, the circulating fluid is collected, flows upward from below the rear skin (17c), returns to the circulating pump, and repeats the above cycle. A part of the heat of the module is radiated from the front skin surface to the outside air without passing through the circulating fluid.
【００３２】つまり循環液を用いて熱を効率よく後方ス
キンに輸送できるため、スキン内の熱伝導で生じる温度
上昇を抑えスキン内の温度を均一にでき、モジュールの
温度をさらに下げることができるとともにペルチェプレ
ートに供給する電力を縮小することが可能である。That is, since heat can be efficiently transported to the rear skin by using the circulating fluid, a rise in temperature caused by heat conduction in the skin can be suppressed, the temperature in the skin can be made uniform, and the temperature of the module can be further reduced. It is possible to reduce the power supplied to the Peltier plate.
【００３３】実施の形態７．この実施の形態は、実施の
形態３に加えて、アンテナ装置の外壁であるスキンにヒ
ートパイプを内蔵したことを特徴とし、ポンプ等の駆動
系がなくてもヒートパイプにより熱を効率よく輸送でき
るため、スキン内の熱伝導で生じる温度上昇を抑えスキ
ン内の温度を均一にでき、モジュールの温度をさらに下
げることができるとともにペルチェプレートに供給する
電力を縮小することが可能となる効果がある。Embodiment 7 This embodiment is characterized in that, in addition to the third embodiment, a heat pipe is built in a skin that is an outer wall of the antenna device, and heat can be efficiently transported by the heat pipe without a driving system such as a pump. Therefore, there is an effect that a rise in temperature caused by heat conduction in the skin is suppressed, the temperature in the skin can be made uniform, the temperature of the module can be further reduced, and the power supplied to the Peltier plate can be reduced.
【００３４】図１１は、この実施の形態によるアンテナ
装置の冷却構造図で、レドームとアンテナ素子を取り外
した状態である。図１１において、４，６，７は図１〜
図４と同じである。１８ａはヒートパイプを内蔵してい
る前方スキン、１８ｂはヒートパイプを内蔵している後
方スキン、１８ｃはスキンに内蔵されてヒートパイプ、
１９はヒートパイプ内の冷媒の流れる方向である。FIG. 11 is a diagram showing a cooling structure of the antenna device according to this embodiment, in which the radome and the antenna element are removed. 11, 4, 6, and 7 correspond to FIGS.
It is the same as FIG. 18a is a front skin with a built-in heat pipe, 18b is a rear skin with a built-in heat pipe, 18c is a heat pipe built into the skin,
19 is a direction in which the refrigerant in the heat pipe flows.
【００３５】次に動作について説明する。モジュール４
で発生した熱のペルチェプレート７までの移動は実施の
形態１の動作と同じである。発明の実施の形態１の動作
に加えて、この実施の形態では、ペルチェプレートの発
熱（加熱）側６ｂがスキン１８に固定されているため、
アンテナ装置の前方となるモジュール側すなわち前方ス
キン１８ａにおいて、モジュールで発生した熱の一部が
ヒートパイプに伝導され、ヒートパイプ内の冷媒が気化
する。気化した冷媒はアンテナ装置の後方すなわち後方
スキン１８ｂ側に流れる（１９ａ）。アンテナ装置の後
方スキン１８ｂは前方スキン１８ａと同様に航空機の外
壁と兼用しているため、ラムエアーにより冷媒の熱は後
方スキン表面から外気へ放熱され、冷媒は液化する。液
化した冷媒はアンテナ装置の前方すなわち前方スキン側
に流れ（１９ｂ）、上記サイクルを繰り返す。なお前方
スキン表面からは、モジュールの熱の一部がヒートパイ
プを介さないで外気へ放熱される。Next, the operation will be described. Module 4
The movement of the heat generated in step 1 to the Peltier plate 7 is the same as the operation in the first embodiment. In this embodiment, in addition to the operation of the first embodiment of the present invention, since the heat generation (heating) side 6b of the Peltier plate is fixed to the skin 18,
On the module side in front of the antenna device, that is, on the front skin 18a, part of the heat generated in the module is conducted to the heat pipe, and the refrigerant in the heat pipe is vaporized. The vaporized refrigerant flows behind the antenna device, that is, toward the rear skin 18b (19a). Since the rear skin 18b of the antenna device also serves as the outer wall of the aircraft similarly to the front skin 18a, the heat of the refrigerant is radiated from the rear skin surface to the outside air by the ram air, and the refrigerant is liquefied. The liquefied refrigerant flows in front of the antenna device, that is, toward the front skin side (19b), and the above cycle is repeated. Part of the heat of the module is radiated from the front skin surface to the outside air without passing through the heat pipe.
【００３６】つまりヒートパイプ内の冷媒の気液相変化
により、ポンプ等の駆動系がなくても熱を効率よく輸送
できるため、スキン内の熱伝導で生じる温度上昇を抑え
スキン内の温度を均一にでき、モジュールの温度をさら
に下げることができるとともにペルチェプレートに供給
する電力を縮小することが可能となる効果がある。That is, heat can be efficiently transported without a driving system such as a pump due to the gas-liquid phase change of the refrigerant in the heat pipe, so that the temperature rise caused by heat conduction in the skin is suppressed and the temperature in the skin is made uniform. Thus, the temperature of the module can be further reduced, and the power supplied to the Peltier plate can be reduced.
【００３７】なお、上記の実施の形態では、アンテナ装
置を搭載する装置として、航空機の場合を示したが、航
空機に牽架できるポッド等に搭載した場合であっても、
同様の効果を奏する。この発明に係るアンテナ装置の冷
却構造は、従来はアンテナ装置を搭載することが困難だ
った限られた狭い空間にもアンテナ装置を容易に搭載可
能とするものである。In the above-described embodiment, the case where the antenna device is mounted on an aircraft is described. However, even when the antenna device is mounted on a pod or the like that can be suspended on the aircraft,
A similar effect is achieved. The cooling structure for an antenna device according to the present invention makes it possible to easily mount the antenna device even in a limited narrow space where it has conventionally been difficult to mount the antenna device.
【００３８】[0038]
【発明の効果】この発明に係るアンテナ装置の冷却構造
は、一端においてアンテナモジュールからの熱を吸熱
し、他端において放熱板に放熱するペルチェプレートを
アンテナ装置の冷却器として用い、且つ、放熱板がアン
テナ装置を搭載する装置の外壁を兼用するようにしたの
で、アンテナ装置の冷却構造が小型軽量化でき、限られ
た狭い空間にアンテナ装置を簡単に搭載できる効果を奏
する。According to the cooling structure of the antenna device of the present invention, a Peltier plate that absorbs heat from the antenna module at one end and radiates heat to the radiator plate at the other end is used as a cooler of the antenna device. Is also used as the outer wall of the device on which the antenna device is mounted, so that the cooling structure of the antenna device can be reduced in size and weight, and the antenna device can be easily mounted in a limited narrow space.
【００３９】また、この発明に係るアンテナ装置の冷却
構造において、放熱板にフィンを設ければ、放熱面積が
増加することによりモジュールの温度を更に下げること
ができる。In the cooling structure of the antenna device according to the present invention, if fins are provided on the heat radiating plate, the heat radiating area is increased, so that the temperature of the module can be further lowered.
【００４０】また、この発明に係るアンテナ装置の冷却
構造において、放熱板の面積をアンテナ本体の面積より
大とすれば、放熱面積が増加し、モジュールの温度を更
に下げることができる。In the cooling structure of the antenna device according to the present invention, if the area of the heat radiating plate is made larger than the area of the antenna body, the heat radiating area increases, and the temperature of the module can be further lowered.
【００４１】また、この発明に係るアンテナ装置の冷却
構造において、ペルチェプレートおよび放熱板をモジュ
ールの両側に設けるようにすれば、両側が装置の外壁で
あるような薄い空間にアンテナ装置を設置する場合に適
した冷却構造とできる。In the cooling structure of the antenna device according to the present invention, if the Peltier plate and the heat radiating plate are provided on both sides of the module, the antenna device is installed in a thin space in which both sides are outer walls of the device. Cooling structure suitable for
【００４２】また、この発明に係るアンテナ装置の冷却
構造において、ペルチェプレートおよび放熱板をモジュ
ールの片側に設けるようにすれば、比較的厚みのある空
間にアンテナ装置を設置する場合に適した冷却構造とで
きる。Further, in the cooling structure of the antenna device according to the present invention, if the Peltier plate and the heat radiating plate are provided on one side of the module, the cooling structure suitable for installing the antenna device in a relatively thick space is provided. And can be.
【００４３】また、この発明に係るアンテナ装置の冷却
構造において、モジュールのケースとモジュールをペル
チェプレートに固定するベースプレートを一体構造とす
れば、モジュールのケースとベースプレート間の接触熱
抵抗が無くなるので、モジュールの温度を更に下げるこ
とができる。Further, in the cooling structure of the antenna device according to the present invention, if the module case and the base plate for fixing the module to the Peltier plate are integrated, the contact thermal resistance between the module case and the base plate is eliminated. Can be further lowered.
【００４４】この発明に係るアンテナ装置の冷却構造に
おいて、放熱板に液体が循環するパイプを内蔵するよう
にすれば、循環する液体により熱を効率良く放熱板全体
に輸送でき、放熱板の温度を一定にでき、モジュールの
温度を更に下げることができる。In the cooling structure of the antenna device according to the present invention, if a pipe for circulating liquid is incorporated in the radiator plate, heat can be efficiently transported to the entire radiator plate by the circulating liquid, and the temperature of the radiator plate can be reduced. It can be constant and the temperature of the module can be further reduced.
【００４５】この発明に係るアンテナ装置の冷却構造に
おいて、放熱板にヒートパイプを内蔵すれば、ポンプ等
の駆動系がなくとも放熱板内で熱を効率的に輸送でき、
放熱板の温度を一定にでき、モジュールの温度を更に下
げることができる。In the cooling structure of the antenna device according to the present invention, if a heat pipe is built in the radiator plate, heat can be efficiently transported in the radiator plate without a drive system such as a pump.
The temperature of the heat sink can be kept constant, and the temperature of the module can be further reduced.
【図１】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造の一
実施の形態の外形を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outer shape of an embodiment of a cooling structure of an antenna device according to the present invention.
【図２】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造の一
実施の形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a cooling structure of the antenna device according to the present invention.
【図３】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造の一
実施の形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of a cooling structure of the antenna device according to the present invention.
【図４】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造の一
実施の形態における熱の伝搬を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing heat propagation in one embodiment of the cooling structure of the antenna device according to the present invention.
【図５】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造を航
空機に搭載する場所を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a place where the cooling structure of the antenna device according to the present invention is mounted on an aircraft.
【図６】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造の他
の実施の形態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the cooling structure of the antenna device according to the present invention.
【図７】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造の他
の実施の形態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the cooling structure of the antenna device according to the present invention.
【図８】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造の他
の実施の形態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the cooling structure of the antenna device according to the present invention.
【図９】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造で使
用するモジュールのケースの構造を示す図である。FIG. 9 is a view showing a structure of a case of a module used in a cooling structure of the antenna device according to the present invention.
【図１０】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造の
他の実施の形態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the cooling structure of the antenna device according to the present invention.
【図１１】 この発明に係るアンテナ装置の冷却構造の
他の実施の形態を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the cooling structure of the antenna device according to the present invention.
【図１２】 従来のアンテナ装置の冷却に係わる構成ブ
ロックを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration block related to cooling of a conventional antenna device.
【図１３】 従来のアンテナ装置の冷却構造を示す図で
ある。FIG. 13 is a diagram showing a cooling structure of a conventional antenna device.
１ アンテナ装置、２ スキン（放熱板）、３ レドー
ム、４ モジュール、５ アンテナ素子、６ ペルチェ
プレート、６ａ ペルチェプレート吸熱（冷却）側、６
ｂ ペルチェプレート発熱（加熱）側、７ ベースプレ
ート、８ 熱移動方向、９ 接触熱抵抗、１０ アンテ
ナ装置の搭載場所、１１ フィン付きスキン、１２ 拡
大スキン、１３ 片面スキン、１４ モジュールケー
ス、１５ 循環液パイプ内蔵スキン、１５ａ 循環液パ
イプ内蔵前方スキン、１５ｂ 循環液パイプ内蔵後方ス
キン、１５ｃ 循環液パイプ、１６ 循環液ポンプ、１
７ 循環液の流れ方向、１８ ヒートパイプ内臓スキ
ン、１８ａ ヒートパイプ内臓前方スキン、１８ｂ ヒ
ートパイプ内臓後方スキン、１８ｃ ヒートパイプ、１
９ ヒートパイプ内冷媒の流れ方向Reference Signs List 1 antenna device, 2 skins (radiator plate), 3 radomes, 4 modules, 5 antenna elements, 6 Peltier plate, 6a Peltier plate heat absorbing (cooling) side, 6
b Peltier plate heat generation (heating) side, 7 base plate, 8 heat transfer direction, 9 contact thermal resistance, 10 antenna device mounting location, 11 finned skin, 12 enlarged skin, 13 one-sided skin, 14 module case, 15 circulating fluid pipe Built-in skin, 15a Circulating fluid pipe built-in front skin, 15b Circulating fluid pipe built-in rear skin, 15c Circulating fluid pipe, 16 Circulating fluid pump, 1
7 Flow direction of circulating fluid, 18 heat pipe built-in skin, 18a heat pipe built-in front skin, 18b heat pipe built-in rear skin, 18c heat pipe, 1
9 Flow direction of refrigerant in heat pipe
Claims (8)
ルと、このモジュールからの熱を外気に放出する放熱板
と、一端において上記モジュールからの熱を吸熱し、他
端において前記放熱板に放熱するペルチェプレートとを
備え、前記放熱板がアンテナ装置を搭載する装置の外壁
を兼用していることを特徴とするアンテナ装置の冷却構
造。1. A module for supplying a signal to an antenna element, a radiator plate for releasing heat from the module to the outside air, a Peltier for absorbing heat from the module at one end and radiating heat to the radiator plate at the other end. A cooling structure for an antenna device, comprising: a plate; and the radiator plate also serves as an outer wall of the device on which the antenna device is mounted.
る請求項１記載のアンテナ装置の冷却構造。2. The cooling structure for an antenna device according to claim 1, wherein the radiator plate is provided with fins.
大であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置
の冷却構造。3. The cooling structure for an antenna device according to claim 1, wherein the area of the heat radiating plate is larger than the area of the antenna main body.
ールの両側に設けたことを特徴とする請求項１記載のア
ンテナ装置の冷却構造。4. The cooling structure for an antenna device according to claim 1, wherein a Peltier plate and a radiator plate are provided on both sides of the module.
ールの片側に設けたことを特徴とする請求項１記載のア
ンテナ装置の冷却構造。5. The cooling structure for an antenna device according to claim 1, wherein a Peltier plate and a radiator plate are provided on one side of the module.
チェプレートに固定するベースプレートとが一体構造で
あることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置の冷
却構造。6. The cooling structure for an antenna device according to claim 1, wherein a case of the module and a base plate for fixing the module to the Peltier plate are integrally formed.
れたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置の冷
却構造。7. The cooling structure for an antenna device according to claim 1, wherein a pipe through which the liquid circulates is built in the heat sink.
特徴とする請求項１記載のアンテナ装置の冷却構造。8. The cooling structure for an antenna device according to claim 1, wherein the heat pipe is built in the heat sink.
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