RU175877U1 - CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE - Google Patents

CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE Download PDF

Info

Publication number
RU175877U1
RU175877U1 RU2017119718U RU2017119718U RU175877U1 RU 175877 U1 RU175877 U1 RU 175877U1 RU 2017119718 U RU2017119718 U RU 2017119718U RU 2017119718 U RU2017119718 U RU 2017119718U RU 175877 U1 RU175877 U1 RU 175877U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
module
active phased
cooled
array
Prior art date
Application number
RU2017119718U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Владимирович Килиба
Игорь Владимирович Романов
Александр Владимирович Петров
Александр Сергеевич Ионов
Роман Николаевич Игнатьев
Александр Иванович Михайлов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" filed Critical Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета"
Priority to RU2017119718U priority Critical patent/RU175877U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU175877U1 publication Critical patent/RU175877U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к теплотехнике и предназначена для охлаждения тепловыделяющих элементов модуля активной фазированной антенной решетки, для улучшения теплового режима их работы. Корпус модуля активной фазированной антенной решетки представляет собой единый массив, а тепловые трубы сформированы непосредственно в массиве корпуса под местами для установки охлаждаемых элементов, в параллельных каналах, которые содержат фитиль и паропровод, и находятся в непосредственном тепловом контакте между собой и с местами для установки охлаждаемых элементов. При этом минимально возможное расстояние от места установки охлаждаемого элемента до тепловой трубы будет равно толщине стенки тепловой трубы с учетом технологических требований ее изготовления. Технический результат заключается в повышении технологичности и надежности корпуса модуля активной фазированной антенной решетки. 1 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to heat engineering and is intended for cooling the fuel elements of an active phased array antenna module, to improve the thermal regime of their operation. The module housing of the active phased array antenna is a single array, and the heat pipes are formed directly in the housing array under the places for installing the cooled elements, in parallel channels that contain the wick and steam pipe, and are in direct thermal contact between themselves and with the places for installing the cooled elements. In this case, the minimum possible distance from the installation site of the cooled element to the heat pipe will be equal to the wall thickness of the heat pipe, taking into account the technological requirements of its manufacture. The technical result consists in increasing the manufacturability and reliability of the module housing of an active phased antenna array. 1 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к теплотехнике и предназначена для охлаждения тепловыделяющих элементов модуля активной фазированной антенной решетки (АФАР), для улучшения теплового режима их работы.The utility model relates to heat engineering and is intended for cooling the fuel elements of an active phased array antenna module (AFAR), to improve the thermal regime of their operation.

Известна многосекционная тепловая труба (патент RU 147864, MПК F28D 15/02), содержащая несколько независимых тепловых труб, объединенных плоскими теплопроводящими полками. Недостатком многосекционной тепловой трубы является сложность ее установки в основание корпуса модуля АФАР и отсутствие теплового взаимодействия между секциями тепловой трубы.Known multi-section heat pipe (patent RU 147864, IPC F28D 15/02), containing several independent heat pipes, United flat heat-conducting shelves. The disadvantage of a multi-section heat pipe is the difficulty of its installation in the base of the housing of the AFAR module and the lack of thermal interaction between sections of the heat pipe.

Прототипом предлагаемого устройства является корпус модуля активной фазированной антенной решетки (патент RU 97219, MПК H01Q 21/00), содержащий теплопроводящее основание, под местами установки охлаждаемых элементов установлены теплораспределительные устройства, под которыми находятся зоны испарения тепловых труб. Зоны конденсации тепловых труб размещены с внешней стороны корпуса и снабжены устройством воздушного охлаждения. Корпус модуля состоит из двух симметричных половин, в которых на герметично соединяемых поверхностях основания выполнены полусферические каналы, для размещения тепловых труб, при этом тепловой контакт между тепловыми трубами и корпусом модуля, между корпусом и теплораспределительными элементами обеспечивается пайкой или применением термопасты. Половины корпуса с установленными тепловыми трубами герметично соединяются между собой.The prototype of the proposed device is a module housing an active phased antenna array (patent RU 97219, IPC H01Q 21/00) containing a heat-conducting base, heat distribution devices are installed under the locations of the cooled elements, under which there are evaporation zones of heat pipes. The condensation zones of the heat pipes are located on the outside of the housing and are equipped with an air cooling device. The module case consists of two symmetrical halves, in which hemispherical channels are made on the hermetically sealed surfaces of the base to accommodate the heat pipes, while the thermal contact between the heat pipes and the module case, between the case and heat distribution elements is provided by soldering or using thermal paste. The body halves with installed heat pipes are tightly interconnected.

Из недостатков прототипа следует отметить следующие.Of the disadvantages of the prototype should be noted as follows.

Устройство не обеспечивает эффективный теплоотвод от охлаждаемых элементов, из-за большого количества тепловых переходов между элементами теплоотвода. Вначале от охлаждаемого элемента тепло передается на теплораспределительное устройство. От теплораспределительного устройства тепло передается на теплопроводящее основание. Затем от теплопроводящего основания через теплопроводящую пасту или мягкий припой тепло передается тепловым трубам. Теплораспределительное устройство представляет собой композитный материал, состоящий из зерен алмаза, карбида кремния и кремния. Существующая технология производства не позволяет получить композитный материал с низкой шероховатостью, которая позволяла бы обеспечить минимальный зазор при контакте двух поверхностей. Поэтому для обеспечения надежного теплового контакта теплораспределительного устройства с поверхностью основания необходимо нанести слой мягкого припоя или теплопроводящей пасты, что приводит к резкому увеличению теплового сопротивления и снижает высокую теплопроводность композиционного материала. Кроме того при монтаже тепловых труб в параллельные каналы для обеспечения теплового контакта необходимо применять мягкий припой или теплопроводящую пасту, что также приводит к тепловым потерям.The device does not provide an effective heat sink from the cooled elements, due to the large number of thermal transitions between the heat sink elements. Initially, heat is transferred from the cooled element to a heat distribution device. Heat is transferred from the heat distribution device to the heat-conducting base. Then, heat is transferred from the heat-conducting base through heat-conducting paste or soft solder to the heat pipes. The heat distribution device is a composite material consisting of grains of diamond, silicon carbide and silicon. Existing production technology does not allow to obtain a composite material with a low roughness, which would allow for a minimum clearance at the contact of two surfaces. Therefore, to ensure reliable thermal contact of the heat distribution device with the base surface, it is necessary to apply a layer of soft solder or heat-conducting paste, which leads to a sharp increase in thermal resistance and reduces the high thermal conductivity of the composite material. In addition, when installing heat pipes in parallel channels, to ensure thermal contact, it is necessary to use soft solder or heat-conducting paste, which also leads to heat loss.

Технической задачей, которая ставилась при разработке полезной модели, является повышение эффективности теплоотвода от охлаждаемых элементов.The technical task that was posed during the development of a utility model is to increase the efficiency of heat removal from cooled elements.

Технический результат, который требуется достичь - сокращение количества тепловых переходов между охлаждаемыми элементами и тепловыми трубами.The technical result that is required to be achieved is a reduction in the number of thermal transitions between the cooled elements and the heat pipes.

Технический результат достигается за счет того, что корпус модуля активной фазированной антенной решетки, содержащий теплопроводящее основание с расположенными на нем местами для установки охлаждаемых элементов, под которыми, с обеспечением теплового контакта с корпусом модуля, расположены тепловые трубы так, что зоны их испарения находятся под местами для установки охлаждаемых элементов, а зоны конденсации находятся с внешней стороны корпуса модуля и снабжены устройствами воздушного охлаждения, причем корпус модуля активной фазированной антенной решетки представляет собой единый массив, непосредственно в котором, в параллельных каналах содержащих фитиль и паропровод, сформированы тепловые трубы, находящиеся в непосредственном тепловом контакте между собой, при этом корпус модуля одновременно является стенками сформированных в нем тепловых труб и минимально возможное расстояние от места установки охлаждаемого элемента до тепловой трубы будет равно толщине стенки тепловой трубы с учетом технологических требований ее изготовления.The technical result is achieved due to the fact that the module casing of the active phased antenna array containing a heat-conducting base with places for installing cooled elements on it, under which, with providing thermal contact with the module casing, heat pipes are located so that their evaporation zones are under places for installation of cooled elements, and condensation zones are located on the outside of the module housing and are equipped with air cooling devices, moreover, the module housing is active phasi antenna antenna array is a single array, directly in which, in parallel channels containing a wick and a steam pipe, heat pipes are formed that are in direct thermal contact with each other, while the module casing is simultaneously the walls of the heat pipes formed in it and the minimum possible distance from the place the installation of the cooled element to the heat pipe will be equal to the wall thickness of the heat pipe taking into account the technological requirements of its manufacture.

На фиг. изображена предлагаемая конструкция корпуса модуля АФАР и конструкция канала, в котором формируется тепловая труба (местное сечение А).In FIG. The proposed housing design of the AFAR module and the design of the channel in which the heat pipe is formed (local section A) are shown.

Корпус модуля АФАР содержит корпус из теплопроводящего материала - 1, изготовленный, например из алюминия. В корпусе модуля - 1 выполнены параллельные каналы - 2, содержащие фитиль - 3 и паропровод - 4, на которые установлены заглушки - 5 и заправочные штуцеры - 6. Также в состав корпуса модуля - 1 входят устройства воздушного охлаждения - 7 и места расположения охлаждаемых элементов - 8.The housing of the AFAR module contains a housing of heat-conducting material - 1, made, for example, of aluminum. In the case of the module - 1, parallel channels - 2 are made, containing a wick - 3 and a steam line - 4, on which plugs - 5 and refueling fittings - 6 are installed. Also in the case of the module - 1 are air cooling devices - 7 and the locations of the cooled elements - 8.

Конструкция работает следующим образом.The design works as follows.

Расположенные в корпусе 1 каналы 2, содержащие фитиль 3 и паропровод 4, герметично закрываются заглушками 5 с одной стороны корпуса 1. С противоположной стороны корпуса 1 на выходные отверстия каналов 2 устанавливаются заправочные штуцеры 6, которые после заправки каналов 2 теплоносителем герметизируются, образуя тепловую трубу. Охлаждаемые элементы, установленные в зоне 8, в месте расположения зоны испарения тепловых труб отдают тепловую энергию корпусу 1, в котором сформированы тепловые трубы, при этом корпус 1 одновременно является стенками сформированных в нем тепловых труб. При нагреве тепловой трубы теплоноситель испаряется, и пар по паропроводу 4 устремляется в зону конденсации тепловой трубы, к месту расположения устройства воздушного охлаждения 7, которое рассеивает полученное от тепловой трубы тепло в окружающее пространство. В зоне конденсации пар конденсируется в жидкость и по фитилю 3 возвращается в зону испарения тепловой трубы.The channels 2 located in the housing 1, containing the wick 3 and the steam line 4, are hermetically sealed with plugs 5 on one side of the housing 1. On the opposite side of the housing 1, filling nozzles 6 are installed on the outlet openings of the channels 2, which are sealed after filling the channels 2 with a heat carrier, forming a heat pipe . The cooled elements installed in zone 8, at the location of the evaporation zone of the heat pipes, give thermal energy to the housing 1 in which the heat pipes are formed, while the housing 1 is simultaneously the walls of the heat pipes formed in it. When the heat pipe is heated, the coolant evaporates, and the steam flows through the steam line 4 into the condensation zone of the heat pipe, to the location of the air cooling device 7, which dissipates the heat received from the heat pipe into the surrounding space. In the condensation zone, steam condenses into a liquid and returns to the evaporation zone of the heat pipe via wick 3.

Формирование тепловых труб непосредственно в массиве корпуса модуля АФАР позволило отказаться от теплораспределительных устройств и установить охлаждаемый элемент непосредственно на тепловую трубу. Что в свою очередь позволяет исключить тепловой переход между теплораспределительным устройством и теплопроводящим основанием и тепловой переход между теплопроводящим основанием и тепловой трубой. Технический результат достигнут.The formation of heat pipes directly in the array of the AFAR module housing made it possible to abandon heat distribution devices and install a cooled element directly on the heat pipe. This, in turn, eliminates the thermal transition between the heat distribution device and the heat-conducting base and the thermal transition between the heat-conducting base and the heat pipe. The technical result is achieved.

Отсутствие тепловых переходов приводит к снижению теплового сопротивления на участке между охлаждаемым элементом и тепловой трубой, что повышает эффективность теплоотвода. Техническая задача решена.The absence of thermal transitions leads to a decrease in thermal resistance in the area between the cooled element and the heat pipe, which increases the efficiency of heat removal. The technical problem is solved.

Кроме того формирование тепловых труб непосредственно в массиве корпуса модуля АФАР позволило не только установить охлаждаемый элемент непосредственно на тепловую трубу, но и сократить расстояние между охлаждаемым элементом и тепловой трубой до минимально возможного, зависящего только от технологических требований по изготовлению стенки тепловой трубы, что также повышает эффективность теплоотвода от охлаждаемых элементов.In addition, the formation of heat pipes directly in the array of the AFAR module housing allowed not only to install the cooled element directly on the heat pipe, but also to reduce the distance between the cooled element and the heat pipe to the minimum possible, depending only on the technological requirements for the manufacture of the heat pipe wall, which also increases heat sink efficiency from cooled elements.

В случае применения охлаждаемых элементов с разной выделяемой тепловой мощностью наличие тепловой связи между тепловыми трубами позволяет выровнять температуру всей площади под охлаждаемыми элементами, что повышает надежность работы модуля АФАР. Кроме того, к повышению надежности приводит и сокращение количества сборочных единиц корпуса модуля и технологических операций, в том числе и операций по герметичному соединению двух симметричных половин корпуса модуля АФАР.In the case of using cooled elements with different emitted heat power, the presence of thermal connection between the heat pipes allows you to equalize the temperature of the entire area under the cooled elements, which increases the reliability of the AFAR module. In addition, a decrease in the number of assembly units of the module case and technological operations, including operations on the hermetic connection of two symmetric halves of the AFAR module case, leads to increased reliability.

Claims (1)

Корпус модуля активной фазированной антенной решетки, содержащий теплопроводящее основание с расположенными на нем местами для установки охлаждаемых элементов, под которыми, с обеспечением теплового контакта с корпусом модуля, расположены тепловые трубы так, что зоны их испарения находятся под местами для установки охлаждаемых элементов, а зоны конденсации находятся с внешней стороны корпуса модуля и снабжены устройствами воздушного охлаждения, отличающийся тем, что корпус модуля активной фазированной антенной решетки представляет собой единый массив, непосредственно в котором, в параллельных каналах содержащих фитиль и паропровод, сформированы тепловые трубы, находящиеся в непосредственном тепловом контакте между собой, при этом корпус модуля одновременно является стенками сформированных в нем тепловых труб и минимально возможное расстояние от места установки охлаждаемого элемента до тепловой трубы будет равно толщине стенки тепловой трубы с учетом технологических требований ее изготовления.The module body of an active phased array antenna, containing a heat-conducting base with places for installing cooled elements on it, under which, with providing thermal contact with the module case, heat pipes are located so that their evaporation zones are under the places for installing cooled elements, and zones condensations are located on the outside of the module housing and are equipped with air cooling devices, characterized in that the module housing of the active phased antenna array represents is a single array, directly in which, in parallel channels containing a wick and a steam pipe, heat pipes are formed that are in direct thermal contact with each other, while the module casing is simultaneously the walls of the heat pipes formed in it and the minimum possible distance from the installation site of the cooled element to heat pipe will be equal to the wall thickness of the heat pipe, taking into account the technological requirements of its manufacture.
RU2017119718U 2017-06-05 2017-06-05 CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE RU175877U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119718U RU175877U1 (en) 2017-06-05 2017-06-05 CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119718U RU175877U1 (en) 2017-06-05 2017-06-05 CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU175877U1 true RU175877U1 (en) 2017-12-21

Family

ID=63853535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119718U RU175877U1 (en) 2017-06-05 2017-06-05 CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU175877U1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691277C1 (en) * 2018-08-01 2019-06-11 Открытое акционерное общество "Авангард" Mobile antenna
RU2700660C1 (en) * 2018-12-04 2019-09-18 Антон Андреевич Румянцев Combined cooling system
RU196690U1 (en) * 2019-12-27 2020-03-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет") Transceiver module of the active phased antenna array of the Ka-band with a two-stage cooling system
RU2727201C1 (en) * 2019-12-17 2020-07-21 Антон Андреевич Румянцев Combined cooling system for electronic units
WO2022125053A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-16 National Technical University Of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnik Institute" Housing of transmit/receive module for array antenna
RU2810643C1 (en) * 2023-02-21 2023-12-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Liquid cooling device for apaa transmit-receive modules

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5293171A (en) * 1993-04-09 1994-03-08 Cherrette Alan R Phased array antenna for efficient radiation of heat and arbitrarily polarized microwave signal power
RU2380803C1 (en) * 2008-04-23 2010-01-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Предприятие "Пульсар" Module of active phased array
RU97219U1 (en) * 2010-04-28 2010-08-27 Открытое акционерное общество "Авангард" CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE
RU97220U1 (en) * 2010-04-28 2010-08-27 Открытое акционерное общество "Авангард" CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5293171A (en) * 1993-04-09 1994-03-08 Cherrette Alan R Phased array antenna for efficient radiation of heat and arbitrarily polarized microwave signal power
RU2380803C1 (en) * 2008-04-23 2010-01-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Предприятие "Пульсар" Module of active phased array
RU97219U1 (en) * 2010-04-28 2010-08-27 Открытое акционерное общество "Авангард" CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE
RU97220U1 (en) * 2010-04-28 2010-08-27 Открытое акционерное общество "Авангард" CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691277C1 (en) * 2018-08-01 2019-06-11 Открытое акционерное общество "Авангард" Mobile antenna
RU2700660C1 (en) * 2018-12-04 2019-09-18 Антон Андреевич Румянцев Combined cooling system
RU2727201C1 (en) * 2019-12-17 2020-07-21 Антон Андреевич Румянцев Combined cooling system for electronic units
RU196690U1 (en) * 2019-12-27 2020-03-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет") Transceiver module of the active phased antenna array of the Ka-band with a two-stage cooling system
WO2022125053A1 (en) * 2020-12-09 2022-06-16 National Technical University Of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnik Institute" Housing of transmit/receive module for array antenna
RU2810643C1 (en) * 2023-02-21 2023-12-28 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Liquid cooling device for apaa transmit-receive modules

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU175877U1 (en) CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE
TWI525300B (en) Composite heat sink assembly for power module
CN101510533B (en) Novel microelectronic device radiator
CN103528035B (en) Great power LED integrated thermal heat dissipating method and device
CN102469744A (en) Flat plate type heat pipe
CN100468707C (en) Heat radiator fin and circular heat tube radiator
CN101762196A (en) Multi-channel wick-embedded flat plate heat pipe
CN101340798A (en) Evaporative condensing cooler and application thereof
CN101566748A (en) Radiating module and backlight module adopting same
CN106332529A (en) Corrugated tube type micro-circulation radiator and micro-circulation heat exchange system
CN102128552B (en) Single-sided corrugated plate type pulsating heat pipe
CN102536745A (en) Heat radiating device for heat pipes
US9184363B2 (en) Power generator
CN110634816B (en) Liquid cooling phase transition vector heat transfer heat dissipation system
TWM454705U (en) Heat-conductive structure and heat-conductive base thereof
CN204042816U (en) A kind of LED radiator based on vapor chamber heat dissipation technology
CN206329930U (en) A kind of cooling device of LED array device
CN112584671A (en) Vapor chamber for cooling electronic components
JP2009076622A (en) Heat sink and electronic apparatus using the same
RU2013140944A (en) INTENSIFIED EVAPORATION COOLING SYSTEM OF THE LED MODULE
CN201600066U (en) Combined heat pipe radiator
TWI802373B (en) Heat dissipation module
CN105466261A (en) Heat exchange device and semiconductor refrigeration refrigerator provided with heat exchange device
CN106402686B (en) A kind of cooling device of LED array device
CN210900093U (en) Fin radiator