RU97220U1 - CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE - Google Patents
CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE Download PDFInfo
- Publication number
- RU97220U1 RU97220U1 RU2010116905/07U RU2010116905U RU97220U1 RU 97220 U1 RU97220 U1 RU 97220U1 RU 2010116905/07 U RU2010116905/07 U RU 2010116905/07U RU 2010116905 U RU2010116905 U RU 2010116905U RU 97220 U1 RU97220 U1 RU 97220U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- heat sink
- module
- channels
- zone
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Корпус модуля активной фазированной антенной решетки, содержащий теплоотводящее основание, зону теплоотвода, установочные места для четного числа независимых приемопередающих каналов, блока питания и управления, все СВЧ-узлы приемопередающих каналов, а также индивидуальные узлы управления каждого канала образуют конструкцию с зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, при этом общие узлы управления, питания и защиты размещены в средней части модуля и имеют несимметричную конструкцию, отличающийся тем, что теплоотводящее основание и зона теплоотвода состоят из двух половин, симметричных относительно продольной плоскости, которые в месте расположения тепловыделяющих СВЧ-узлов приемопередающих каналов содержат прямоугольные симметричные вырезы, а на герметично соединяемых поверхностях теплоотводящего основания от прямоугольных вырезов в зону теплоотвода включительно имеются продольные полусферические каналы, в которых с тепловым контактом установлены тепловые трубы, зоны конденсации которых расположены в теплоотводе, а зоны испарения закреплены обжатием в толстостенной прямоугольной пластине из теплопроводного материала, которая закреплена в прямоугольных симметричных вырезах теплоотводящего основания, и на которой расположены установочные места четного числа независимых приемопередающих каналов тепловыделяющих СВЧ-узлов, зона теплоотвода корпуса модуля с внешних сторон прижата к охладителю. The module housing of an active phased array antenna containing a heat sink base, a heat sink zone, mounting locations for an even number of independent transceiver channels, a power supply and control unit, all microwave nodes of the transceiver channels, as well as individual control nodes of each channel form a structure with mirror symmetry relative to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module, while the common control, power and protection units are located in the middle part of the module and have no a symmetrical design, characterized in that the heat sink base and the heat sink zone consist of two halves symmetrical with respect to the longitudinal plane, which at the location of the heat-generating microwave nodes of the transmitter-receiver channels contain rectangular symmetrical cutouts, and on the hermetically connected surfaces of the heat sink base from rectangular cutouts to the heat sink zone inclusive there are longitudinal hemispherical channels in which heat pipes, condensation zones, which are located in the heat sink, and the evaporation zones are fixed by compression in a thick-walled rectangular plate of heat-conducting material, which is fixed in rectangular symmetrical cut-outs of the heat-sink base, and on which there are installation places for an even number of independent transceiver channels of the heat-generating microwave units, the heat sink zone of the module housing from the outside pressed to the cooler.
Description
Техническое решение относится к области радиолокационной техники, в частности, к активным фазированным антенным решеткам (АФАР).The technical solution relates to the field of radar technology, in particular, to active phased antenna arrays (AFAR).
Известны приемные, передающие и приемопередающие модули с несколькими идентичными каналами в одном корпусе. Как правило, такие конструкции позволяют решать задачи экономии в отношении массогабаритных характеристик модулей и всей системы АФАР. Особенно это актуально применительно к системам, требующим использования мощных передающих устройств.Reception, transmission and transceiver modules with several identical channels in one housing are known. As a rule, such designs make it possible to solve the problems of economy with respect to the overall dimensions of the modules and the entire AFAR system. This is especially true for systems requiring the use of powerful transmitting devices.
Так, известен «Блок приемопередающих модулей активной фазированной антенной решетки», по патенту Российской Федерации №2379802, от 20.01.2010 г., МПК H01Q 21/00, H01Q 3/26 - [1], содержащий корпус с теплоотводящим основанием, выполненный в виде прямоугольной металлической пластины, и, установленные на теплоотводящем основании корпуса симметрично относительно ее продольной оси, четное число независимых приемопередающих каналов и блок управления, при этом, допуски на изготовление стороны блока АФАР и прилегающего к нему теплоотводящего основания соответствуют плотной посадке.So, it is known "Block transceiver modules of the active phased antenna array", according to the patent of the Russian Federation No. 2379802, dated 20.01.2010, IPC H01Q 21/00, H01Q 3/26 - [1], containing a housing with a heat sink, made in in the form of a rectangular metal plate, and installed on the heat sink base of the housing symmetrically with respect to its longitudinal axis, an even number of independent transceiver channels and a control unit, while the tolerances for manufacturing the sides of the AFAR unit and the heat sink base adjacent to it, respectively They are tight fit.
Недостатком известного устройства [1] является то, что расположение в нем четного числа независимых приемопередающих каналов произведено на одной стороне теплоотводящего основания, что существенно снижает функциональные возможности модуля (блока) АФАР и область его применения.A disadvantage of the known device [1] is that the location in it of an even number of independent transceiver channels is made on one side of the heat sink base, which significantly reduces the functionality of the AFAR module (block) and its scope.
Кроме того, в известном устройстве [1], как и у многих других, при передаче выделяемой на СВЧ-узлах приемопередающих каналов теплоты в теплоотводящее основание, существует проблема уменьшения температурного сопротивления между СВЧ-узлами и теплоотводящим основанием. Повышенное вышеуказанное температурное сопротивление может привести к перегреву СВЧ-узлов и выходу их из строя.In addition, in the known device [1], like many others, when transferring heat released on microwave nodes of the transceiver channels to the heat sink base, there is a problem of decreasing the temperature resistance between the microwave nodes and the heat sink base. The increased temperature resistance mentioned above can lead to overheating of the microwave components and their failure.
Известна система теплоотвода, осуществленная в «шкафу радиоэлектронной аппаратуры» по патенту Российской Федерации №2338345, от 10.11.2008 г., МПК Н05К 7/20 - [2], содержащая установленные в модульной структуре в ней электронные тепловыделяющие блоки. Для отведения от тепловыделяющих блоков теплоты применены пластины, выполненные из высокотеплопроводного материала, которые приведенные в тепловой контакт с тепловыми трубами, в области зон испарения тепловых труб. Зоны конденсации тепловых труб контактируют с задней стенкой шкафа (корпуса), являющимся теплоотводом, выполненным из высокотеплопроводного материала, и содержащим кожух для создания канала системы принудительного воздушного охлаждения.A known heat sink system implemented in a “cabinet of electronic equipment” according to the patent of the Russian Federation No. 23338345, dated November 10, 2008, IPC Н05К 7/20 - [2], containing electronic heat generating units installed in a modular structure in it. To remove heat from heat generating blocks, plates are used made of highly heat-conducting material, which are brought into thermal contact with heat pipes in the region of heat pipe evaporation zones. The condensation zones of the heat pipes are in contact with the rear wall of the cabinet (case), which is a heat sink made of highly heat-conducting material and containing a casing for creating a channel for the forced air cooling system.
Однако, не известно применение представленной организации системы теплоотвода по конструкции [2] для отведения теплоты от СВЧ-узлов приемопередающих каналов в АФАР-ах, а ее простое копирование (системы теплоотвода по [2]) невозможно без учета особенностей и характеристик конкретной АФАР.However, it is not known to use the presented organization of the heat sink system by design [2] for heat removal from the microwave nodes of the transceiver channels in AFARs, and its simple copying (heat sink systems according to [2]) is impossible without taking into account the features and characteristics of a specific AFAR.
Известно применение в «устройстве для охлаждения кристалла компьютерного процессора», по патенту Российской Федерации №2263371, от 27.10.2005 г., МПК H01L 23/34 - [3] тепловых труб, которые своими зонами испарения установлены с тепловым контактом (обжаты) в основание радиатора, а зоны конденсации с радиальными ребрами образуют периферийную зону радиатора. Также известно использование в «устройстве для охлаждения микросхем графического видеоадаптера» по патенту Российской Федерации №2300856, от 10.06.2007 г., МПК Н05К 7/20, H05F 1/20 - [4], тепловой трубы, которая своей зоной испарения установлена с тепловым контактом (обжата) в одном теплообменнике-радиаторе, расположенным над охлаждаемой микросхемой, а зона конденсации - в дополнительном одном теплообменнике-радиаторе.It is known that in the “device for cooling the crystal of a computer processor”, according to the patent of the Russian Federation No. 2263371, dated October 27, 2005, IPC H01L 23/34 - [3] heat pipes, which are installed with heat contact (crimped) in their evaporation zones the base of the radiator, and the condensation zones with radial ribs form the peripheral zone of the radiator. It is also known to use in a “device for cooling microcircuits a graphic video adapter” according to the patent of the Russian Federation No. 2300856, dated June 10, 2007, IPC N05K 7/20, H05F 1/20 - [4], a heat pipe, which is installed with its evaporation zone from thermal contact (crimped) in one heat exchanger-radiator located above the cooled microcircuit, and the condensation zone in an additional one heat exchanger-radiator.
При этом, не известно применение известных технических решений [3] и [4], а именно установки с обжатием зон испарения тепловых труб в пластине из теплопроводного материала, для снижения теплового сопротивления теплопередачи, для отведения теплоты от СВЧ-узлов приемопередающих каналов в АФАР-ах.Moreover, it is not known to use the known technical solutions [3] and [4], namely, installations with compression of the zones of evaporation of heat pipes in a plate of heat-conducting material, to reduce thermal resistance of heat transfer, to remove heat from microwave nodes of transceiver channels in AFAR Oh.
Прототипом заявляемого технического решения является «Модуль активной фазированной антенной решетки», по патенту Российской Федерации №2380803, от 27.01.2010 г., МПК H01Q 21/00 - [5], содержащий корпус с теплоотводящим основанием, зоной теплоотвода, и двумя радиопрозрачными крышками, а также установленные на теплоотводящем основании корпуса, четырьмя независимыми приемопередающими каналами и блоком управления, все СВЧ-узлы приемопередающих каналов, а также индивидуальные узлы управления каждого канала образуют конструкцию с зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, при этом общие узлы управления, питания и защиты размещены в средней части модуля и имеют несимметричную конструкцию, а в теплоотводящим основании корпуса находятся каналы жидкостного охлаждения и соединительные штуцера для подключения к внешней жидкостной системе охлаждения.The prototype of the proposed technical solution is the “Module of the Active Phased Antenna Array”, according to the patent of the Russian Federation No. 2380803, dated January 27, 2010, IPC H01Q 21/00 - [5], comprising a housing with a heat sink base, a heat sink zone, and two radiolucent covers and also installed on the heat sink base of the case, four independent transceiver channels and a control unit, all microwave nodes of the transceiver channels, as well as individual control nodes of each channel form a structure with mirror symmetry with respect to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module, while the common control, power and protection units are located in the middle part of the module and have an asymmetric design, and in the heat-removing base of the case there are liquid cooling channels and connecting fittings for connection to an external liquid cooling system .
Недостатком прототипа [5], является наличие в нем внешней жидкостной системы охлаждения, которая не позволяет быстро (в полевых условиях) заменить вышедшие из строя модули АФАР.The disadvantage of the prototype [5] is the presence in it of an external liquid cooling system, which does not allow you to quickly (in the field) replace failed AFAR modules.
Указанные недостатки ставят задачу удешевления корпуса модуля АФАР с высокоэффективным охлаждением СВЧ-узлов приемопередающих каналов. При этом, должна реализоваться возможность быстрой замены модулей. Кроме того, стоят задачи повышения функциональных возможностей корпуса модуля АФАР, и расширения области его применения путем повышения количества приемопередающих каналов с СВЧ-узлами, расположенных в одном корпусе модуля АФАР.These shortcomings set the task of reducing the cost of the housing of the AFAR module with highly efficient cooling of the microwave nodes of the transceiver channels. At the same time, the ability to quickly replace modules should be realized. In addition, the task is to increase the functional capabilities of the AFAR module case, and expand the scope of its application by increasing the number of transceiver channels with microwave nodes located in the same case of the AFAR module.
Поставленная задача решается тем, что в корпусе модуля АФАР, содержащим теплоотводящее основание, зону теплоотвода, установочные места для четного числа независимых приемопередающих каналов, блока питания и управления, все СВЧ-узлы приемопередающих каналов, а также индивидуальные узлы управления каждого канала образуют конструкцию с зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, при этом общие узлы управления, питания и защиты размещены в средней части модуля и имеют несимметричную конструкцию, при этом теплоотводящее основание и зона теплоотвода состоят из двух половин, симметричных относительно продольной плоскости, которые в месте расположения тепловыделяющих СВЧ-узлов приемопередающих каналов содержат прямоугольные симметричные вырезы, а на герметично соединяемых поверхностях теплоотводящего основания от прямоугольных вырезов в зону теплоотвода включительно имеются продольные полусферические каналы, в которых с тепловым контактом установлены тепловые трубы, зоны конденсации которых расположены в теплоотводе, а зоны испарения закреплены обжатием (обжаты) в толстостенной прямоугольной пластине из теплопроводного материала, которая закреплена в прямоугольных симметричных вырезах теплоотводящего основания, и на которой расположены установочные места четного числа независимых приемопередающих каналов тепловыделяющих СВЧ-узлов, зона теплоотвода корпуса с внешних сторон прижата к охладителю.The problem is solved in that in the housing of the AFAR module containing the heat sink base, heat sink zone, installation locations for an even number of independent transceiver channels, a power supply and control unit, all microwave nodes of the transceiver channels, as well as individual control nodes of each channel form a design with a mirror symmetry with respect to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module, while the common control, power and protection units are located in the middle part of the module and asymmetric design, while the heat sink base and the heat sink zone consist of two halves symmetrical with respect to the longitudinal plane, which at the location of the heat-generating microwave nodes of the transmitter-receiver channels contain rectangular symmetrical cutouts, and on the hermetically connected surfaces of the heat sink base from the rectangular cutouts to the heat sink zone inclusively there are longitudinal hemispherical channels in which heat pipes are installed with thermal contact, the condensation zones of which are located in the heat sink, and the evaporation zones are fixed by compression (crimped) in a thick-walled rectangular plate of heat-conducting material, which is fixed in rectangular symmetrical cut-outs of the heat-sink base, and on which there are mounting places for an even number of independent transceiver channels of the heat-generating microwave units, the heat sink zone of the case from external side pressed to the cooler.
Введение признака «теплоотводящее основание и зона теплоотвода состоит из двух половин, симметричных относительно продольной плоскости» необходимо для возможности установки в корпусе тепловых труб, для организации высокоэффективного теплоотвода от тепловыделяющих СВЧ-узлов приемопередающих каналов, при исключении из корпуса модуля жидкостной системы охлаждения.The introduction of the sign “heat sink base and heat sink zone consists of two halves symmetrical with respect to the longitudinal plane” is necessary for the possibility of installing heat pipes in the housing, for organizing highly efficient heat removal from the heat-generating microwave nodes of the transmitter-receiver channels, with the exception of the module of the liquid cooling system.
Введение признака «герметично соединяемых поверхностей двух половин теплоотводящего основания и зоны теплоотвода корпуса модуля» необходимо для исключения попадания в него влаги и пыли, которые могут нарушить условия работы модуля в целом, и, в частности, его системы теплоотвода.The introduction of the sign “hermetically connected surfaces of the two halves of the heat sink base and the heat sink zone of the module housing” is necessary to prevent moisture and dust from entering it that could violate the operating conditions of the module as a whole, and in particular its heat sink system.
Введение признака «на соединяемых поверхностях теплоотводящего основания от прямоугольных вырезов в зону теплоотвода включительно имеются продольные полусферические каналы, в которых с тепловым контактом установлены тепловые трубы» необходимо для существенного увеличения поверхности теплового контакта теплоотводящего основания корпуса с внешней поверхностью тепловых труб (при этом уменьшается тепловое сопротивление), а также для уменьшения толщины теплоотводящего основания с зоной теплоотвода корпуса модуля и снижения его габаритных размеров.The introduction of the sign “on the connected surfaces of the heat sink base from rectangular cutouts to the heat sink zone, inclusive, there are longitudinal hemispherical channels in which heat pipes are installed with a heat contact” is necessary to significantly increase the heat contact surface of the heat sink base of the body with the outer surface of the heat pipes (in this case, the thermal resistance decreases ), as well as to reduce the thickness of the heat sink base with the heat sink zone of the module housing and reduce its gab itnyh sizes.
Введение признака «в теплоотводящее основание…, состоящее из двух половин…, в месте расположения тепловыделяющих СВЧ-узлов приемопередающих каналов содержит прямоугольные симметричные вырезы, в которых установлена толстостенная прямоугольная пластина из теплопроводного материала с закрепленными в ней обжатием зонами испарения тепловых труб (на толстостенной прямоугольной пластине расположены установочные места четного числа независимых приемопередающих каналов тепловыделяющими СВЧ-узлов)» необходимо для существенного снижения теплового сопротивления между тепловыделяющими СВЧ-узлами и зонами испарения тепловых труб, и снижением стоимости корпуса модуля, так как в качестве материала толстостенной прямоугольной пластины и материала корпусов тепловых труб использована медь. При обжатии пластиной зон испарения тепловых труб достигается идеальный тепловой контакт с минимальным тепловым сопротивлением, а крепление мощных тепловыделяющих СВЧ-узлов непосредственно на толстостенную прямоугольную медную пластину исключает промежуточный элемент: теплоотводящее основание (корпуса модуля). При этом теплота от сравнительно небольшого тепловыделения блока питания и управления передается через теплоотводящее основание к тепловым трубам. Толстостенная прямоугольная медная пластина служит и для более равномерного распределения (уравнения) выделяемой СВЧ-узлами приемопередающих каналов теплоты по объему пластины и, далее, отвода этой теплоты к зонам испарения тепловых труб. При этом, коэффициент теплопередачи увеличивается в 1÷2 раза, по сравнению с работой модуля с передачей теплоты через теплоотводящее основание, чем исключается перегрев мощных СВЧ-узлов приемопередающих каналов.The introduction of the sign "into the heat-removing base ... consisting of two halves ..., at the location of the heat-generating microwave nodes of the transceiver channels contains rectangular symmetrical cutouts in which a thick-walled rectangular plate of heat-conducting material is installed with compression zones of evaporation of heat pipes fixed on it (on a thick-walled rectangular the mounting plate contains an even number of independent transceiver channels with heat-generating microwave nodes) ”is necessary to significantly reduce I thermal resistance between the microwave heat generating units and the heat pipe evaporation zones, and the reduction in the cost of the module housing, since copper is used as the material of the thick-walled rectangular plate and the material of the heat pipe casings. When the plate compresses the evaporation zones of heat pipes, ideal thermal contact is achieved with minimal thermal resistance, and the fastening of powerful microwave heat-generating units directly to a thick-walled rectangular copper plate eliminates an intermediate element: a heat-removing base (module housings). In this case, the heat from the relatively small heat emission of the power supply and control unit is transmitted through the heat sink base to the heat pipes. A thick-walled rectangular copper plate also serves for a more uniform distribution (equation) of the heat emitted by the microwave nodes of the transceiver channels over the volume of the plate and, further, the removal of this heat to the evaporation zones of the heat pipes. At the same time, the heat transfer coefficient increases by 1 ÷ 2 times, compared with the operation of the module with the transfer of heat through the heat sink base, which eliminates overheating of powerful microwave nodes of the transceiver channels.
Введение признака «зона теплоотвода корпуса модуля с внешних сторон прижата к охладителю» необходимо для организации общей для всех модулей АФАР системы принудительного охлаждения. Теплота от зон теплоотвода корпусов модуля к внешнему охладителю осуществляется теплопроводностью (по заданным конструктивным условиям установки всех модулей АФАР.The introduction of the sign “the heat sink zone of the module housing is pressed against the cooler from the outside” is necessary to organize a forced cooling system common to all AFAR modules. The heat from the heat sink zones of the module cases to the external cooler is carried out by thermal conductivity (according to the given design conditions for the installation of all AFAR modules.
На фиг.1 представлено заявленное техническое решение: схема корпуса модуля АФАР; на фиг.2 - толстостенная прямоугольная пластина из теплопроводного материала с закрепленными в ней механическим обжатием зонами испарения тепловых труб; 3 - корпус модуля активной АФАР в открытом виде; на фиг.4 - корпус модуля активной фазированной антенной решетки в сборе с разрезами.Figure 1 presents the claimed technical solution: circuit diagram of the module AFAR; figure 2 - thick-walled rectangular plate of heat-conducting material with fixed to it by mechanical compression zones of evaporation of heat pipes; 3 - the body of the active AFAR module in open form; figure 4 - the module housing the active phased array antenna assembly with cuts.
Корпус модуля АФАР с теплоотводящим основанием и зоной теплоотвода состоит из двух половин 1, 2 (теплоотводящего основания) и 3, 4 (теплоотвода) соответственно, симметричных относительно продольной плоскости. Причем половина корпуса из теплоотводящего основания 1 и теплоотвода 3 являются одной деталью, также как, и половина корпуса из теплоотводящего основания 2 и теплоотвода 4. Теплоотводящие основания 1, 2 корпуса модуля в месте расположения мощных тепловыделяющих СВЧ-узлов приемопередающих каналов содержат прямоугольные симметричные вырезы. На герметично соединяемых поверхностях теплоотводящего основания 1, 2 от прямоугольных вырезов к зоне теплоотвода 3, 4 включительно имеются продольные полусферические каналы соответственно 5 и 6, в которых с тепловым контактом установлены тепловые трубы 7, зоны конденсации 8 которых расположены в теплоотводе 5, 6. Зоны испарения 9 тепловых труб 7 закреплены механическим обжатием в толстостенной прямоугольной пластине 10 из теплопроводного материала (например, меди), которая закреплена в прямоугольных симметричных вырезах теплоотводящего основания 1, 2. Зона теплоотвода 5, 6 корпуса модуля с внешних сторон прижата к общему для всех модулей АФАР охладителю (на рисунках не показан). В корпусе модуля АФАР, на установочных местах пластины 10 расположены (на рисунках не показаны) четное число независимых приемопередающих каналов. Все СВЧ-узлы приемопередающих каналов, а также индивидуальные узлы управления каждого канала, образуют конструкцию с зеркальной симметрией относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, при этом общие узлы управления, питания и защиты размещены в средней части модуля и имеют несимметричную конструкцию. Работа модуля АФАР с заявляемым корпусом заключается в следующем: Установленные на толстостенной прямоугольной пластине 10, которая расположена в вырезах двух половин 1 и 2 теплоотводящего основания с зоной теплоотвода 3, 4 корпуса тепловыделяющие СВЧ-узлы приемопередающих каналов, при работе модуля АФАР выделяют теплоту. Теплота первоначально отводится к пластине 10 из теплопроводного материала, и, ввиду ее высокой теплопроводности происходит равномерный нагрев пластины 10 по всему ее объему. Далее отвод теплоты от пластины 10 осуществляется теплопроводностью к зонам испарения 8 (при непосредственном контакте, механического плотного обжатия) тепловых труб 7. В результате нагрева зон испарения 8 теплоноситель в каждой из тепловых труб 7 испаряется и перемещается в их зоны конденсации 9, где конденсируется и отдает теплоту зоне теплоотвода 3 и 4. Подвод (от блока питания и управления) и отвод теплоты от двух половин теплоотводящего основания корпуса к тепловым трубам 7 осуществляется через поверхности внутренних продольных полусферических каналов 5 и 6, теплопроводностью при непосредственном контакте. Отведенная от зон конденсации 9 тепловых труб 7 через две половины зоны теплоотвода 3, 4 теплота поступает теплопроводностью на нагрев общего охладителя модулей АФАР.The housing of the AFAR module with a heat sink base and a heat sink zone consists of two halves 1, 2 (heat sink base) and 3, 4 (heat sink), respectively, symmetrical with respect to the longitudinal plane. Moreover, half of the housing from the heat sink base 1 and heat sink 3 are one part, as well as half of the housing from the heat sink base 2 and heat sink 4. The heat sink bases 1, 2 of the module housing at the location of the powerful heat-generating microwave nodes of the transmitting and receiving channels contain rectangular symmetrical cutouts. On hermetically connected surfaces of the heat sink base 1, 2 from rectangular cutouts to the heat sink zone 3, 4 inclusive, there are longitudinal hemispherical channels 5 and 6, respectively, in which heat pipes 7 are installed with heat contact, condensation zones 8 of which are located in heat sink 5, 6. Zones the evaporations 9 of the heat pipes 7 are fixed by mechanical compression in a thick-walled rectangular plate 10 of heat-conducting material (for example, copper), which is fixed in rectangular symmetrical cut-outs of the heat-removing base Bani 1 heatsink 2. Zone 5, 6 of the module housing is pressed against the outer sides to the total for all modules AFAR cooler (not shown). In the housing of the AFAR module, at the mounting locations of the plate 10, an even number of independent transceiver channels are located (not shown in the figures). All microwave nodes of the transceiver channels, as well as individual control nodes of each channel, form a structure with mirror symmetry relative to two mutually perpendicular planes passing through the longitudinal axis of the module, while the common control, power and protection nodes are located in the middle part of the module and have an asymmetric design . The operation of the AFAR module with the claimed case is as follows: Installed on a thick-walled rectangular plate 10, which is located in the cutouts of the two halves 1 and 2 of the heat sink base with the heat sink zone 3, 4 of the body, the heat-generating microwave units of the transceiver channels emit heat during operation of the AFAR module. The heat is initially removed to the plate 10 from a heat-conducting material, and, due to its high thermal conductivity, the plate 10 is uniformly heated throughout its entire volume. Next, the heat is removed from the plate 10 by thermal conductivity to the evaporation zones 8 (by direct contact, mechanical tight compression) of the heat pipes 7. As a result of heating the evaporation zones 8, the heat carrier in each of the heat pipes 7 evaporates and moves to their condensation zones 9, where it condenses and gives heat to the heat sink zone 3 and 4. The supply (from the power and control unit) and the heat from two halves of the heat sink base to the heat pipes 7 is through the surfaces of the internal longitudinal hemispheres channels 5 and 6, thermal conductivity in direct contact. The heat removed from the condensation zones 9 of the heat pipes 7 through two halves of the heat removal zone 3, 4 is supplied by the thermal conductivity to the heating of the general cooler of the AFAR modules.
Корпус приемо-передающего модуля (ППМ) с интегрированными элементами охлаждения для АФАР «Х-диапазона», предназначен для ППМ перспективных РЛС наземного базирования. Корпус модуля АФАР соответствует требованиям ГОСТ РВ 20.39.304-98 по группе аппаратуры 1.3. Корпус модуля обеспечивает перегрев оснований усилителей мощности относительно окружающей среды - не более 15 К при всех видах воздействий, соответствующих группе аппаратуры 1.3 по ГОСТ РВ 20.39.304-98. Система отвода теплоты в корпусе модуля автономна и интегрирована в конструкцию корпуса ППМ.The case of the transceiver module (PPM) with integrated cooling elements for the X-band AFAR is intended for the use of prospective ground-based radars. The housing of the AFAR module meets the requirements of GOST RV 20.39.304-98 for equipment group 1.3. The module case provides overheating of the bases of power amplifiers relative to the environment - not more than 15 K for all types of influences corresponding to equipment group 1.3 according to GOST RV 20.39.304-98. The heat removal system in the module case is autonomous and integrated into the design of the PPM case.
Корпус модуля обеспечивает температуру внутри отсеков ППМ не более +70°С. Потребляемая (рассеиваемая, тепловая) мощность с ППМ или имитаторами тепловой нагрузки - не более 300 Вт. Масса корпуса модуля со всеми конструктивными элементами и тепловыми трубками составляет 3,5±1 кг. Конструкция корпуса модуля обеспечивает герметизацию рабочего объема. Наружные металлические поверхности основания и крышки коррозионно-стойкие в условиях хранения и эксплуатации.The module case provides a temperature inside the PPM compartments of not more than + 70 ° С. Consumed (dissipated, thermal) power with PPM or simulators of thermal load - no more than 300 watts. The mass of the module housing with all structural elements and heat pipes is 3.5 ± 1 kg. The module housing design provides sealing of the working volume. The outer metal surfaces of the base and lid are corrosion-resistant under storage and operating conditions.
Корпус модуля механически прочный и допускает эксплуатацию в условиях воздействия механических ВВФ, установленных для группы аппаратуры 1.3 ГОСТ РВ 20.39.304-98 и табл.1.The module case is mechanically robust and can be operated under mechanical impact of WWF installed for equipment group 1.3 GOST RV 20.39.304-98 and Table 1.
Корпус модуля сохраняет работоспособность после воздействия изменения температуры среды от минус 65°С до плюс 70°С. Пылезащита по ГОСТ РВ 20.39.304-98 для группы 1.3 обеспечивает работоспособность корпуса модуля при воздействии пыли с концентрацией (5±2)г/м3, в том числе в статическом и в динамическом режиме со скоростью потока от 1 м/с до 15 м/с. Влагозащита по ГОСТ РВ 20.39.304-98 для группы 1.3 обеспечивает работоспособность корпуса модуля при воздействии атмосферных осадков (дождя) с интенсивностью 15 мм/мин.The module housing remains operational after exposure to a change in ambient temperature from minus 65 ° C to plus 70 ° C. Dust protection in accordance with GOST RV 20.39.304-98 for group 1.3 ensures the operability of the module case when exposed to dust with a concentration of (5 ± 2) g / m 3 , including in static and dynamic mode with a flow speed of 1 m / s to 15 m / s Moisture protection according to GOST RV 20.39.304-98 for group 1.3 ensures the efficiency of the module case when exposed to atmospheric precipitation (rain) with an intensity of 15 mm / min.
Корпус модуля обеспечивает безотказную работу без непосредственного местного обслуживания и контроля в течение 72 часов. Среднее время наработки корпуса модуля на отказ - 100000 часов. Средний срок службы корпуса модуля не менее 20 лет. Средний ресурс работы до заводского ремонта - не менее 150000 часов. Гарантийный срок службы - 2 года. Гарантийный срок хранения - 1,8 года в таре завода-изготовителя. Сырье, материалы и комплектующие корпуса удовлетворяют требованиям ГОСТ РВ 20.39.309-98. Металлические и неметаллические материалы, применяемые в корпусе модуля негорючие или трудногорючие. Применяемые в корпусе модуля материалы пожароопасных, токсичных и запахообразующих примесей не выделяют.The module case provides trouble-free operation without direct local service and control for 72 hours. The average time between failures of the module case is 100,000 hours. The average life of the module housing is at least 20 years. The average life before factory repair is at least 150,000 hours. Warranty period - 2 years. Guaranteed shelf life - 1.8 years in the container of the manufacturer. Raw materials, materials and components of the housing satisfy the requirements of GOST RV 20.39.309-98. Metallic and non-metallic materials used in the module housing are non-combustible or slow-burning. The materials used in the module housing do not emit flammable, toxic and odor-forming impurities.
Полагаем, что предложенное устройство обладает всеми критериями полезной модели, так как:We believe that the proposed device has all the criteria of a utility model, since:
- Корпус модуля АФАР в совокупности с ограничительными и отличительными признаками формулы полезной модели является новым для общеизвестных устройств и, следовательно, соответствует критерию "новизна";- The housing of the AFAR module, together with the restrictive and distinctive features of the utility model formula, is new for well-known devices and, therefore, meets the criterion of "novelty";
- Конструктивная реализация корпуса модуля АФАР не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость".- The constructive implementation of the housing of the AFAR module does not present any structural, technical and technological difficulties, which implies compliance with the criterion of "industrial applicability".
Литература:Literature:
1 - патент РФ №2379802, от 20.01.2010 г., МПК H01Q 21/00, H01Q 3/26, «Блок приемопередающих модулей активной фазированной антенной решетки».1 - RF patent No. 2379802, dated January 20, 2010, IPC H01Q 21/00, H01Q 3/26, “Transceiver Modules Unit of an Active Phased Antenna Array”.
2 - патент РФ №2338345, от 10.11.2008 г., МПК Н05К 7/20, «Шкаф радиоэлектронной аппаратуры».2 - RF patent №2338345, dated 10.11.2008, IPC Н05К 7/20, "Cabinet of electronic equipment".
3 - патент РФ №2263371, от 27.10.2005 г., МПК H01L 23/34, «Устройство для охлаждения кристалла компьютерного процессора».3 - RF patent No. 2263371, dated October 27, 2005, IPC H01L 23/34, “Device for cooling a crystal of a computer processor”.
4 - патент РФ №2300856, от 10.06.2007 г., МПК Н05К 7/20, H05F 1/20, «Устройстве для охлаждения микросхем графического видеоадаптера».4 - RF patent No. 2300856, dated 06/10/2007, IPC Н05К 7/20, H05F 1/20, “Device for cooling graphics integrated graphics chips”.
5 - патент РФ №2380803, от 27.01.2010 г., МПК H01Q 21/00 «Модуль активной фазированной антенной решетки» - прототип.5 - RF patent No. 2380803, dated January 27, 2010, IPC H01Q 21/00 “Active phased array antenna module” - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010116905/07U RU97220U1 (en) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010116905/07U RU97220U1 (en) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97220U1 true RU97220U1 (en) | 2010-08-27 |
Family
ID=42799115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010116905/07U RU97220U1 (en) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU97220U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU175877U1 (en) * | 2017-06-05 | 2017-12-21 | Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE |
| RU2691277C1 (en) * | 2018-08-01 | 2019-06-11 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Mobile antenna |
| 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 |
-
2010
- 2010-04-28 RU RU2010116905/07U patent/RU97220U1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU175877U1 (en) * | 2017-06-05 | 2017-12-21 | Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE |
| RU2691277C1 (en) * | 2018-08-01 | 2019-06-11 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Mobile antenna |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11864347B2 (en) | Heat sink assemblies for transient cooling | |
| US7869714B2 (en) | Electronic system having free space optical elements | |
| US7092255B2 (en) | Thermal management system and method for electronic equipment mounted on coldplates | |
| KR100995082B1 (en) | System for controlling the temperature of antenna module | |
| EP2922307B1 (en) | Small-sized base station device in mobile communication system | |
| JPH0274500A (en) | Electronic device housing for earth station of artificial satellite | |
| US8964384B2 (en) | Component cooling | |
| RU97219U1 (en) | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE | |
| US7031158B2 (en) | Heat pipe cooled electronics enclosure | |
| US10480763B2 (en) | Enclosure for lighting systems | |
| RU97220U1 (en) | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE | |
| CN108990365B (en) | Heat radiation structure, shell and electronic equipment | |
| CN107210512B (en) | Radio unit housing and base station antenna module | |
| US6691766B1 (en) | Cabinet cooling with heat pipe | |
| KR101518965B1 (en) | Compact block Up-converter having enhanced heat radiation characteristic | |
| CN202190491U (en) | Mini-type air condition used for electric device | |
| EP3806492A1 (en) | Passive thermal-control system of a mesh network device and associated mesh network devices | |
| CN202918632U (en) | Double-sided cooling structure of multi-power components and electronic device thereof | |
| EP0645593B1 (en) | Electronic cooling type refrigerator | |
| RU189664U1 (en) | The receiving and transmitting module AFAR with a heat sink base in the form of a flat heat pipe | |
| RU2691277C1 (en) | Mobile antenna | |
| US8300403B2 (en) | Computer system and heat sink | |
| KR20180073263A (en) | Heating structure of ethernet switch | |
| JP2018054499A (en) | Loading device and method of applying load | |
| US20180067524A1 (en) | Supplemental air cooling |