RU2564152C1 - Способ охлаждения активной фазированной антенной решетки - Google Patents
Способ охлаждения активной фазированной антенной решетки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564152C1 RU2564152C1 RU2014132575/28A RU2014132575A RU2564152C1 RU 2564152 C1 RU2564152 C1 RU 2564152C1 RU 2014132575/28 A RU2014132575/28 A RU 2014132575/28A RU 2014132575 A RU2014132575 A RU 2014132575A RU 2564152 C1 RU2564152 C1 RU 2564152C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling
- antenna array
- afar
- phased antenna
- active phased
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Использование: для проектирования и изготовления активной фазированной антенной решетки (АФАР). Сущность изобретения заключается в том, что способ охлаждения активной фазированной антенной решетки (АФАР) включает: размещение охлаждающих средств и осуществление циркуляции в каналах охлаждающей жидкой среды; в качестве каждого из охлаждающих средств используют трубы эллиптического поперечного сечения с толщиной стенки, составляющей от 0,25 до 0,3 мм, в контакте с внешней поверхностью боковой стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, которые устанавливают в промежуток между боковой стенкой корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, и элементом несущей конструкции полотна АФАР с суммарным зазором, составляющим от 0,1 до 0,5 мм, при этом каждую из труб выполняют из материала, имеющего возможность упругой деформации, обеспечивающей прижатие каждой из труб к внешней поверхности боковой стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, циркуляцию осуществляют со скоростью, обеспечивающей разность температур между внутренней поверхностью стенки трубы и средней температурой охлаждающей жидкой среды от 3 до 5°C, а нагретую охлаждающую жидкую среду охлаждают при помощи воздушной системы охлаждения с использованием атмосферного воздуха. Технический результат: обеспечение возможности интенсивного отвода тепла с поверхностей корпусов приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при проектировании и изготовлении активной фазированной антенной решетки (АФАР).
В настоящее время используются различные способы охлаждения активных фазированных антенных решеток. Одним из таких способов, получившим широкое применение, является способ охлаждения, основанный на использовании испарительных систем охлаждения (см., например, Крахин О.И., Радченко В.П. «Проблема теплоотвода приемо-передающих модулей и АФАР с высоким уровнем теплового излучения», III Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» - ИРЭ РАН, 26-30 октября 2009).
Недостатки известного способа состоят в сложности его реализации.
Кроме этого, известны способы охлаждения активных фазированных антенных решеток, включающие размещение охлаждающих средств, имеющих каналы, в контакте с внешней поверхностью стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, и осуществление циркуляции в каналах охлаждающей жидкой среды. В известных способах в качестве охлаждающих средств, как правило, используют жидкостные панели (см., например, Савенко В.А. «Унификация конструкторских решений для построения приемо-передающих модулей АФАР различных диапазонов», Электроника и микроэлектроника СВЧ, Всероссийская конференция, Санкт-Петербург, 3-6 июня 2013).
Недостатки известных способов состоят в том, что при их реализации не обеспечивается интенсивное отведение тепла с поверхности корпусов приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР.
Подобный способ принят в качестве ближайшего аналога заявленного способа.
Задачей заявленного изобретения является создание способа охлаждения активной фазированной антенной решетки, лишенного указанных недостатков.
В результате достигается технический результат, заключающийся в обеспечении интенсивного отведения тепла с поверхностей корпусов приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, и, следовательно, интенсивного охлаждения АФАР в целом при ее эксплуатации при одновременной простоте реализации способа.
Конкретно, указанный технический результат достигается посредством осуществления способа охлаждения активной фазированной антенной решетки (АФАР), включающего размещение охлаждающих средств, имеющих каналы, в контакте с внешней поверхностью стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, и осуществление циркуляции в каналах охлаждающей жидкой среды, в котором в качестве каждого из охлаждающих средств используют трубу эллиптического поперечного сечения с толщиной стенки, составляющей от 0,25 до 0,3 мм, которую устанавливают в промежуток между боковой стенкой корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, и элементом несущей конструкции полотна АФАР с суммарным зазором, составляющий от 0,1 до 0,5 мм, при этом каждую из труб выполняют из материала, имеющего возможность упругой деформации под давлением охлаждающей жидкой среды, обеспечивающей прижатие каждой из труб к внешней поверхности боковой стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, циркуляцию охлаждающей жидкой среды осуществляют со скоростью, обеспечивающей разность температур между внутренней поверхностью стенки трубы и средней температурой охлаждающей жидкой среды от 3 до 5°C, а нагретую охлаждающую жидкую среду охлаждают при помощи воздушной системы охлаждения с использованием атмосферного воздуха.
В частном варианте в качестве каждого из охлаждающих средств используют U-образную трубу.
Использование трубы с толщиной стенки, меньшей чем 0,25 мм, вызывает риск ее механических повреждений при эксплуатации АФАР, а также повышение напряжений в ней при ее деформации под давлением охлаждающей жидкой среды, что, в свою очередь, может привести к нарушению ее герметичности.
Использование трубы с толщиной стенки, большей чем 0,3 мм, уменьшает ее способность к упругой деформации и, следовательно, уменьшает площадь прижатия каждой из труб к внешней поверхности боковой стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, что, в свою очередь, ухудшает теплопередачу между стенкой корпуса и охлаждающей жидкой средой.
Применение зазора, меньшего чем 0,1 мм, ограничено конструкцией АФАР.
Применение зазора, большего чем 0,5 мм, также уменьшает площадь прижатия каждой из труб к внешней поверхности боковой стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР (поскольку требует применения повышенного давления охлаждающей жидкой среды, что ограничено прочностными свойствами трубы и характеристиками нагнетающего оборудования, например насоса), что, в свою очередь, ухудшает теплопередачу между стенкой корпуса и охлаждающей жидкой средой.
Разность температур между внутренней поверхностью стенки трубы и средней температурой охлаждающей жидкой среды от 3 до 5°C является оптимальной для отведения тепла от внешней поверхности боковой стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей при условии охлаждения нагретой жидкой среды при помощи воздушной системы охлаждения с использованием атмосферного воздуха.
На фиг. 1 показано схематичное изображение АФАР с установленными трубами эллиптического сечения.
На фиг. 2а и 2b показана труба эллиптического сечения соответственно до и после деформации под давлением охлаждающей жидкой среды.
Заявленный способ реализуют, например, следующим образом.
Каждый из приемо-передающих модулей, входящий в состав АФАР, содержит тепловыделяющие радиоэлектронные элементы 1 (в частности, транзисторы), в результате чего при эксплуатации АФАР внешняя поверхность боковых стенок корпуса 2 каждого из приемо-передающих модулей нагревается до температуры, достигающей 70°C.
Как показано на фиг. 1 и 2а, трубы 3 эллиптического поперечного сечения с толщиной стенки, составляющей от 0,25 до 0,3 мм (например, 0,25 мм) устанавливают в промежуток между боковой стенкой корпуса 2 каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, и элементом 4 несущей конструкции полотна АФАР.
Суммарный зазор составляет от 0,1 до 0,5 мм (например, 0,25 мм).
Каждую из труб 3 выполняют из материала, имеющего возможность упругой деформации под давлением охлаждающей жидкой среды (например, из нержавеющей стали 12Х18Н10Т), обеспечивающей ее прижатие к внешней поверхности боковой стенки корпуса 2 каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, одной из своих сторон (как показано на фиг. 2b). Другой стороной каждая из труб 3 оказывается прижатой к элементу 4 несущей конструкции полотна АФАР.
Подведение в каналы каждой из труб 3 охлаждающей жидкой среды (например, раствора этиленгликоля) и отведение из каналов нагретой (в результате отведения тепла от корпусов 2 приемо-передающих модулей) охлаждающей жидкой среды осуществляют при помощи раздающего и собирающего коллекторов (не показаны). Циркуляцию охлаждающей жидкой среды осуществляют посредством насоса, создающего давление в жидкостном тракте, достаточное для компенсации потерь на трение, местных потерь и обеспечения необходимой скорости потока охлаждающей жидкой среды.
Циркуляцию охлаждающей жидкой среды осуществляют со скоростью, обеспечивающей разность температур между внутренней поверхностью стенки каждой из труб 3 и средней температурой охлаждающей жидкой среды от 3 до 5°C (данные значения получены в результате известных теплотехнических расчетов, которые приведены, например, в книге Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1990).
Нагретую охлаждающую жидкую среду охлаждают при помощи воздушной системы охлаждения с использованием атмосферного воздуха (в качестве такой системы может быть использована система, основанная на воздушном радиаторе).
Claims (2)
1. Способ охлаждения активной фазированной антенной решетки (АФАР), включающий размещение охлаждающих средств, имеющих каналы, в контакте с внешней поверхностью стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, и осуществление циркуляции в каналах охлаждающей жидкой среды, отличающийся тем, что в качестве каждого из охлаждающих средств используют трубу эллиптического поперечного сечения с толщиной стенки, составляющей от 0,25 до 0,3 мм, которую устанавливают в промежуток между боковой стенкой корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, и элементом несущей конструкции полотна АФАР с суммарным зазором, составляющим от 0,1 до 0,5 мм, при этом каждую из труб выполняют из материала, имеющего возможность упругой деформации под давлением охлаждающей жидкой среды, обеспечивающей прижатие каждой из труб к внешней поверхности боковой стенки корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав АФАР, циркуляцию охлаждающей жидкой среды осуществляют со скоростью, обеспечивающей разность температур между внутренней поверхностью стенки каждой из труб и средней температурой охлаждающей жидкой среды от 3 до 5°C, а нагретую охлаждающую жидкую среду охлаждают при помощи воздушной системы охлаждения с использованием атмосферного воздуха.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве каждого из охлаждающих средств используют U-образную трубу.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132575/28A RU2564152C1 (ru) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | Способ охлаждения активной фазированной антенной решетки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014132575/28A RU2564152C1 (ru) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | Способ охлаждения активной фазированной антенной решетки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2564152C1 true RU2564152C1 (ru) | 2015-09-27 |
Family
ID=54250972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014132575/28A RU2564152C1 (ru) | 2014-08-07 | 2014-08-07 | Способ охлаждения активной фазированной антенной решетки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2564152C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691277C1 (ru) * | 2018-08-01 | 2019-06-11 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Антенна мобильной установки |
RU2692091C1 (ru) * | 2018-06-18 | 2019-06-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ построения приёмопередающего модуля активной фазированной антенной решётки |
CN112216944A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-01-12 | 成都雷电微力科技股份有限公司 | 一种大功率瓦式有源相控阵的液冷散热结构及阵列结构 |
RU2810643C1 (ru) * | 2023-02-21 | 2023-12-28 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Устройство жидкостного охлаждения приемо-передающих модулей АФАР |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2333139C2 (ru) * | 2006-09-06 | 2008-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Космический аппарат и секция антенной фазированной решетки |
WO2009045939A2 (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-09 | Raytheon Company | Remote cooling of a phased array antenna |
RU97219U1 (ru) * | 2010-04-28 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Корпус модуля активной фазированной антенной решетки |
RU2474935C1 (ru) * | 2011-07-19 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Активная передающая фазированная антенная решетка |
-
2014
- 2014-08-07 RU RU2014132575/28A patent/RU2564152C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2333139C2 (ru) * | 2006-09-06 | 2008-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Космический аппарат и секция антенной фазированной решетки |
WO2009045939A2 (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-09 | Raytheon Company | Remote cooling of a phased array antenna |
RU97219U1 (ru) * | 2010-04-28 | 2010-08-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Корпус модуля активной фазированной антенной решетки |
RU2474935C1 (ru) * | 2011-07-19 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Активная передающая фазированная антенная решетка |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Токмаков Д.И., проблемы создания системы охлаждения активной фазированной антенной решетки сантиметрового диапазона, Труды МАИ, выпкс N68, сентябрь 2013. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692091C1 (ru) * | 2018-06-18 | 2019-06-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ построения приёмопередающего модуля активной фазированной антенной решётки |
RU2691277C1 (ru) * | 2018-08-01 | 2019-06-11 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Антенна мобильной установки |
CN112216944A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-01-12 | 成都雷电微力科技股份有限公司 | 一种大功率瓦式有源相控阵的液冷散热结构及阵列结构 |
RU2810643C1 (ru) * | 2023-02-21 | 2023-12-28 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Устройство жидкостного охлаждения приемо-передающих модулей АФАР |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2564152C1 (ru) | Способ охлаждения активной фазированной антенной решетки | |
US10568234B1 (en) | Liquid-immersion cooling device | |
US10422451B2 (en) | Tapering couplers for connecting fluid flow components | |
RU2615661C1 (ru) | Способ охлаждения афар | |
CN104054407A (zh) | 用于服务器的冷却系统 | |
CN106662122B (zh) | 空气流发生器和空气流发生器阵列 | |
Huang et al. | Analysis of the flow rate characteristics of valveless piezoelectric pump with fractal-like Y-shape branching tubes | |
US20180027696A1 (en) | Liquid cooling with a cooling chamber | |
JP2018194211A (ja) | 冷却装置、電子装置、冷却システム | |
CN102856275A (zh) | 散热系统 | |
US20160025422A1 (en) | Heat transfer plate | |
JP2020107885A (ja) | 流体分配メカニズムを有するフレキシブルな冷却板 | |
CN103249982B (zh) | 加热装置 | |
Salamon et al. | Two-phase liquid cooling system for electronics, part 1: Pump-driven loop | |
JP2017085063A (ja) | 電子機器の冷却装置 | |
US20160025423A1 (en) | Heat transfer plate | |
CN107860247B (zh) | 一种换热槽道螺旋式分布的扩热板 | |
Gavara et al. | Three-dimensional study of natural convection in a horizontal channel with discrete heaters on one of its vertical walls | |
Nikolaenko et al. | The efficiency of using simple heat pipes with a relatively low thermal conductivity for cooling transmit/receive modules | |
US20200161825A1 (en) | Liquid cooled laser optical bench for thermal pointing stability | |
JP6845401B2 (ja) | 冷却装置およびその冷却装置を備えた冷却システム | |
Parlak et al. | Thermal solution of high flux phased radar antenna for military application | |
JP6147677B2 (ja) | レーザ発振器の冷却構造、及びこれを使用したファイバレーザ装置 | |
Mameli et al. | Flow patterns and corresponding local heat transfer coefficients in a pulsating heat pipe | |
Mehdi et al. | CFD study of liquid sodium inside a wavy tube for laminar convectors: effect of reynolds number, wave pitch, and wave amplitude |