[发明专利]一种一体化设计的星载相控阵和微通道冷板

说明书

本发明涉及一种一体化设计的星载相控阵和微通道冷板，所述星载相控阵包括T/R组件和天线组件，所述微通道冷板包括紧贴且固定的上盖板和下盖板，所述上盖板和下盖板之间设有工质流道，所述下盖板的底部与T/R组件直接接触，所述上盖板的顶部安装有天线组件。本发明具有重量轻、结构简单、便于拆卸、换热效率高、流量可控，使用灵活等特点。

技术领域

本发明涉及航空技术领域，具体涉及一种一体化设计的星载相控阵和微通道冷板。

背景技术

大功率星载相控阵部分主要包括数目众多的星载相控阵T/R组件和星载相控阵天线阵列，相控阵热耗主要在每个T/R组件的元器件上，总体形成一个规模巨大的多热源矩阵，随着航天技术的不断发展，相控阵天线热耗已上升至千瓦两级甚至更高，其单机尺寸也在发展过程中逐渐小型化，单机功率密度及整机热耗不断增大。且组件中高功率放大器等电子元器件对温度敏感，阵面温度分布不均会导致T/R组件的相位不一致，从而影响相控阵性能，因此热设计时相控阵设计的关键问题。目前应用于星载相控阵的散热方式主要有单相流体回路散热系统冷却和热管传热两种。

上述单向流体回路散热方式通常采用热管加流体回路冷板的串联方式进行散热，该方式的散热方法需要采用热管将单机热源集中值至热交换面，通过在热交换面布置流体回路冷板将热量传导至散热面完成散热。使用该方式进行散热需要使用热管将热量集中，这对单机热控设计提出了一定的需求，增加单机的设计复杂性，且对于热流密度较大的场合不适用使用热管进行传热。此外，由于需要增加冷板进行热量收集、传递，对重量、资源消耗过大。

使用热管串联的方式进行散热与上述方式相同，采用单机内置热管将热量收集后使用热管传导至散热面。该种散热方式由于多层热阻的叠加，不适用于大功率器件的散热。此外，由于航天器发展趋势的限制，受限于星内安装尺寸、热管转弯半径、热管无法在轨展开以及卫星本体尺寸散热面的限制，该种散热方法的已经不能够完全满足现阶段星载大功率相控阵单机的散热需求。

随着近些年航天技术的飞速发展，星载相控阵单机热耗以及功率密度不断增加，传统的散热方式已经不能满足现阶段的需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供换热效率高的一体化设计的星载相控阵和微通道冷板。

为了实现本发明之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种一体化设计的星载相控阵和微通道冷板，所述星载相控阵包括T/R组件和天线组件，所述微通道冷板包括紧贴且固定的上盖板和下盖板，所述上盖板和下盖板之间设有工质流道，所述下盖板的底部与T/R组件直接接触，所述上盖板的顶部安装有天线组件。

在第一方面的一种实施方式中，所述工质流道包括垂直于上盖板和下盖板接触面的进口及出口、平行于上盖板和下盖板接触面的流体通道，所述流体通道的一端与进口连接，另一端与出口连接，所述下盖板的顶面设有槽道，所述槽道的顶部被上盖板的底面覆盖并共同形成所述流体通道。

在第一方面的一种实施方式中，所述流体通道呈之字形分布，且在转折处设有扰流块。

在第一方面的一种实施方式中，所述上盖板和下盖板上设有贯穿的T/R组件安装沉孔、连接电缆安装通孔，所述T/R组件安装沉孔用于固定T/R组件和微通道冷板，所述连接电缆安装通孔用于放置电缆，所述电缆用于连接T/R组件和天线组件，所述上盖板设有用于安装天线组件的螺纹孔。

在第一方面的一种实施方式中，所述T/R组件安装沉孔、连接电缆安装通孔以及螺纹孔与流体通道的距离≥3mm。

在第一方面的一种实施方式中，所述上盖板和下盖板通过钎焊的方式固定。

在第一方面的一种实施方式中，所述下盖板设有减重槽。

在第一方面的一种实施方式中，所述下盖板和T/R组件之间填充有导热材料。