相控阵天线测试模组的制作方法

[0001]
本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种相控阵天线测试模组。


背景技术：

[0002]
现有平板式相控阵天线主要由多层微波板及表贴器件构成，在加工完成后需要进行多工序的检测和调试，而现有技术中通常采用天线裸板进行调试，由于天线阵面上布置有大量高热耗器件，如果在调试阶段不对其进行散热处理，将有可能会造成大量的器件损坏；另外，由于平板相控阵天线的整机是由多块天线阵面单元拼接而成，整机的功耗的增加同时也伴随着散热困难的问题。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的包括，例如，提供了一种相控阵天线测试模组，其散热效果好，能够减缓测试时散热困难的问题，避免器件的损坏。
[0004]
本发明的实施例可以这样实现：
[0005]
第一方面，本发明实施例提供一种相控阵天线测试模组，包括相控阵天线板、散热均温板和鳍片散热板，所述散热均温板的正面安装在所述相控阵天线板的一侧表面，且所述散热均温板的正面与所述相控阵天线板之间还设置有第一导热垫，所述第一导热垫用于将所述相控阵天线板产生的热量传递至所述散热均温板，所述鳍片散热板设置在所述散热均温板的背面，且所述鳍片散热板上设置有多个散热鳍片。
[0006]
在可选的实施方式中，所述散热均温板的正面设置有多个第一安装限位柱，多个所述第一安装限位柱相对于所述散热均温板的正面的高度相同，且每个所述第一安装限位柱的端部用于抵持在所述相控阵天线板的表面，以使所述散热均温板与所述相控阵天线板之间形成第一安装间隙，所述第一导热垫设置在所述第一安装间隙内。
[0007]
在可选的实施方式中，所述散热均温板的正面与所述相控阵天线板之间的距离为所述第一导热垫的厚度的70％-80％。
[0008]
在可选的实施方式中，每个所述第一安装限位柱的端面还开设有第一连接孔，所述相控阵天线板上设置有多个第一连接件，多个所述第一连接件与多个所述第一安装限位柱一一对应设置，且每个所述第一连接件可拆卸地装配在对应的第一连接孔中。
[0009]
在可选的实施方式中，所述第一导热垫包括多个导热条，多个导热条间隔且平行地设置在所述相控阵天线板和所述散热均温板之间。
[0010]
在可选的实施方式中，所述相控阵天线测试模组还包括电控导热板，所述电控导热板与所述散热均温板连接，所述相控阵天线板上具有射频辐射区和数字电路区，所述散热均温板安装在所述射频辐射区，所述电控导热板安装在所述数字电路区。
[0011]
在可选的实施方式中，所述散热均温板的边缘设置有防尘保护围条，所述防尘保护围条与所述相控阵天线的边缘相抵持，以封堵在所述相控阵天线和所述散热均温板之间。
[0012]
在可选的实施方式中，所述鳍片散热板的边缘还开设有拼接防水槽，且所述拼接防水槽位于所述鳍片散热板远离所述散热均温板的一侧表面的边缘。
[0013]
在可选的实施方式中，所述鳍片散热板和所述散热均温板的背面之间还设置有第二导热垫，所述第二导热垫用于将所述散热均温板上的热量传递至所述鳍片散热板，且所述鳍片散热板与所述散热均温板可拆卸连接。
[0014]
在可选的实施方式中，所述散热均温板的背面设置有多个第二安装限位柱，多个所述第二安装限位柱相对于所述散热均温板的背面的高度相同，且每个所述第二安装限位柱的端部用于抵持在所述鳍片散热板的表面，以使所述散热均温板与所述鳍片散热板之间形成第二安装间隙，所述第二导热垫设置在所述第二安装间隙内。
[0015]
本发明实施例的有益效果包括，例如：
[0016]
本发明实施例提供的相控阵天线测试模组，通过在相控阵天线板的一侧表面安装散热均温板，并且在散热均温板的正面与相控阵天线板之间设置第一导热垫，在散热均温板的背面设置鳍片散热板，鳍片散热板上设置多个散热鳍片。在实际测试时，相控阵天线板上产生的热量，通过第一导热垫后传递至散热均温板，散热均温板再将热量传递至鳍片散热板，并通过多个散热鳍片进行散热，由于采用散热鳍片进行散热，且传热效率高，有效解决了测试裸板的散热困难问题。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]
图1为本发明第一实施例提供的相控阵天线测试模组在第一视角下的结构示意图；
[0019]
图2为本发明第一实施例提供的相控阵天线测试模组在第二视角下的结构示意图；
[0020]
图3为图1中散热均温板在第一视角下的结构示意图；
[0021]
图4为图1中散热均温板在第二视角下的结构示意图；
[0022]
图5为图3中
ⅴ
的局部放大示意图；
[0023]
图6为本发明第一实施例提供的相控阵天线测试模组的拼装结构示意图；
[0024]
图7为本发明第二实施例提供的相控阵天线测试模组的结构示意图；
[0025]
图8为图7中散热均温板的结构示意图。
[0026]
图标：100-相控阵天线测试模组；110-相控阵天线板；111-射频辐射区；113-数字电路区；130-散热均温板；131-第一安装限位柱；133-第一连接孔；135-第一连接件；137-防尘保护围条；139-拼接防水槽；150-鳍片散热板；151-散热鳍片；153-第二安装限位柱；155-第二连接孔；157-第二连接件；170-电控导热板；180-第一导热垫；181-导热条；190-第二导热垫。
具体实施方式
[0027]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0028]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0030]
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0031]
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]
正如背景技术中所公开的，现有技术中通常采用裸板进行调试，会有散热困难的问题，有可能会造成大量的器件损坏，由于相控阵天线阵面单板需要经历电路调试、暗室测试及环境试验等阶段，所以上述所存在的问题是无法避免的，现阶段针对上述问题行业内所采取的解决方式主要是在各环节制作独立的测试工装或增加外围的一些保护措施，同时对各环节参与者的操作规范要求更高。
[0033]
相控阵天线板在前期会进行数字电路及天线性能测试，如果不对各发热器件进行散热处理，会造成器件由于温度过高性能下降或烧坏，为了解决此环节的散热问题，通常采用制作相应的散热工装进行散热，即通过外部的散热器件进行散热，在测试完毕后由从散热工装上拆下，十分麻烦；此外，相控阵天线板在各环节测试过程中或转运过程中裸露的器件很容易被损伤或撞坏，但提高参与者的操作规范和增加转运保护盒只能有限的降低发生的概率，无法解决器件损伤或者撞坏的问题；并且，平板相控阵天线整机一般由多块相控阵天线板组成，天线板固定螺钉由于结构限制，一般选择较小型号的螺钉，不利于多次拆装，而为了解决天线板的散热问题，通常在高功耗器件与散热工装之间安装有高导热率的界面材料，器件热量通过主体框架进行散热，但导热界面材料(导热垫)不可用于多次拆装，不利于天线的拆装。
[0034]
为了解决上述问题，本发明的实施例提供另一种相控阵天线测试模组，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
[0035]
第一实施例
[0036]
请参考图1至图6，本实施例提供一种相控阵天线测试模组100，其能够减缓测试时天线散热困难的问题，避免器件的损坏，且散热效果好，同时防护效果好，加工简单且加工成本低，并且简化了组装工序。
[0037]
本实施例提供的相控阵天线测试模组100，包括相控阵天线板110、散热均温板
130、鳍片散热板150和电控导热板170，散热均温板130的正面安装在相控阵天线板110的一侧表面，且散热均温板130的正面与相控阵天线板110之间还设置有第一导热垫180，第一导热垫180用于将相控阵天线板110产生的热量传递至散热均温板130，鳍片散热板150设置在散热均温板130的背面，且鳍片散热板150上设置有多个散热鳍片151。电控导热板170与散热均温板130连接，相控阵天线板110上具有射频辐射区111和数字电路区113，散热均温板130安装在射频辐射区111，电控导热板170安装在数字电路区113。
[0038]
在本实施例中，散热均温板130和鳍片散热板150一体设置，即在散热均温板130的背面设置有多个散热鳍片151进行散热，一体式的结构简化了组装结构，只需要将散热均温板130和相控阵天线板110组装在一起即可，十分方便。具体地，散热均温板130、鳍片散热板150和散热鳍片151均采用高导热率的金属或合金材料制成，例如采用铝合金制成，其中相控阵天线板110产生的热量由第一导热垫180传导至散热均温板130，散热均温板130起到散热和均匀热量的作用，避免相控阵天线板110上局部热量集中造成温度过高。
[0039]
在本实施例中，相控阵天线板110上与散热均温板130相连接的一侧表面贴装有多个集成芯片，具体地，多个集成芯片贴装在相控阵天线板110的射频辐射区111，多个集成芯片的顶侧位于同一平面内，并构成了相控阵天线板110的安装平面，第一导热垫180设置在该安装平面上，多个集成芯片在工作或者调试状态下会产生大量热量，并通过第一导热垫180传导至散热均温板130。
[0040]
在本实施例中，散热均温板130的正面设置有多个第一安装限位柱131，多个第一安装限位柱131相对于散热均温板130的正面的高度相同，且每个第一安装限位柱131的端部用于抵持在相控阵天线板110的表面，以使散热均温板130与相控阵天线板110之间形成第一安装间隙，第一导热垫180设置在第一安装间隙内。通过设置多个第一安装限位柱131，在组装时多个第一安装限位柱131位于散热均温板130和相控阵天线板110之间，并抵持在相控阵天线板110的表面，使得散热均温板130与相控针天线板之间具有一定的间隙，方便容置第一导热垫180，并限制第一导热垫180的变形量，避免第一导热垫180被过分挤压，影响传热效果。
[0041]
在本实施例中，第一导热垫180采用高导热率的界面材料制成，例如硅胶或散热垫片等，在此不做具体限定。
[0042]
在本实施例中，第一间隙的宽度小于第一导热垫180的厚度，从而使得第一导热垫180的两侧分别与散热均温板130和相控阵天线板110相抵持，以保证传热效果。具体地，由于界面材料的变形量保持在20％-30％之间才能发挥其最大性能，传热效果最好，故散热均温板130的正面与相控阵天线板110之间的距离为第一导热垫180的厚度的70％-80％，从而对界面材料的变形量进行控制，以保证传热效果。即第一间隙的宽度为第一导热垫180的厚度的70％-80％。当然，此处由于界面材料的不同，其最佳变形量也不同，故此处第一间隙与第一导热垫180的厚度之间的比值仅仅是举例说明，并不起到限定效果。
[0043]
需要说明的是，散热均温板130的正面与相控阵天线板110之间的距离，在集成芯片与相控阵天线表面相平齐的情况下，指的是第一安装限位柱131的高度；在集成芯片凸起设置在相控阵天线表面的情况下，指的是第一安装限位柱131高度与集成芯片凸起高度的差值，即安装平面与散热均温板130之间的距离。
[0044]
在本实施例中，每个第一安装限位柱131的端面还开设有第一连接孔133，相控阵
天线板110上设置有多个第一连接件135，多个第一连接件135与多个第一安装限位柱131一一对应设置，且每个第一连接件135可拆卸地装配在对应的第一连接孔133中。具体地，第一连接件135为螺钉，第一连接孔133为螺孔，即螺钉穿过相控阵天线板110并装配在对应的螺孔中，从而使得相控阵天线板110通过螺钉固定在多个第一安装限位柱131上，实现与散热均温板130之间的固定。当然，此处第一连接件135也可以是销钉或者插件等其他连接件。
[0045]
在本实施例中，第一导热垫180包括多个导热条181，多个导热条181间隔且平行地设置在相控阵天线板110和散热均温板130之间。每个导热条181的两侧分别与相控阵天线板110和散热均温板130接触，从而实现传热功能，且相邻两个导热条181之间的间距与相控阵天线板110上的集成芯片的间距相适配，从而使得每个导热条181均贴装在对应的集成芯片的表面，使得传热效果更好。
[0046]
在本实施例中，电控导热板170为高导热金属板，一体设置在散热均温板130的边缘，并通过螺钉固定在相控阵天线板110的数字电路区113。由于相控阵天线板110的数字电路区113设置有大量的铜层和导热金属孔，本实施例通过螺钉将相控阵天线板110的数字电路区113的边框导热铜层与电控导热板170紧密贴合，由于两者的表面均为光滑表面，通过螺钉的可使两者有效贴合，降低两者之间的界面热阻。
[0047]
在本实施例中，散热均温板130的边缘设置有防尘保护围条137，防尘保护围条137与相控阵天线的边缘相抵持，以封堵在相控阵天线板110和散热均温板130之间。具体地，防尘保护围条137为橡胶条，其高度大于散热均温板130与相控阵天线板110之间的间距，从而使得防尘保护围条137能够抵持在相控阵天线板110上，使得第一安装间隙与外部隔绝，避免外部灰尘等杂质进入到相控阵天线板110与散热均温板130之间，同时也能起到防护作用，避免运输过程中对相控阵天线板110造成损伤。
[0048]
在本实施例中，鳍片散热板150的边缘还开设有拼接防水槽139，且拼接防水槽139位于鳍片散热板150远离散热均温板130的一侧表面的边缘，能够实现防水功能。具体地，在实际调试时需要将多个相控阵天线板110拼接在一起，并利用固定安装框进行固定，固定安装框上设置与拼接防水槽139相对应的密封面，实现每个相控阵天线测试模组100的防水密封。
[0049]
本实施例提供的相控阵天线测试模组100，在整体设计时仅需要考虑对天线阵面模块的集成安装，不需要单独考虑对各个相控阵天线测试模组100的散热，在安装时不需要去安装各种导热界面材料及传热结构，由于各模块有单独的防水密封结构，只需要在结构整体固定安装框上设置与之对应的密封面即可，最大程度的降低整机拼接安装工序，降低各环节操作风险，提高模块集成安装可靠性。
[0050]
综上所述，本实施例提供的一种相控阵天线测试模组100，通过在相控阵天线板110的一侧表面安装散热均温板130，并且在散热均温板130的正面与相控阵天线板110之间设置第一导热垫180，在散热均温板130的背面设置鳍片散热板150，鳍片散热板150上设置多个散热鳍片151。在实际测试时，相控阵天线板110上产生的热量，通过第一导热垫180后传递至散热均温板130，散热均温板130再将热量传递至鳍片散热板150，并通过多个散热鳍片151进行散热，由于采用散热鳍片151进行散热，且传热效率高，有效解决了测试裸板的散热困难问题。此外，通过设置防尘保护围条137和拼接防水槽139，能够实现防水防尘的效果，并且能够防止运输过程中对相控阵天线板110造成损伤。此外，通过模块化的相控阵天
线测试模组100，拼装时十分方便，并且在拼装时极大地降低天线整机结构件的设计加工难度，可降低40％结构件加工成本，同时也简化了整机安装工序，降低了整机组装风险。
[0051]
第二实施例
[0052]
请参考图7和图8，本实施例提供了一种相控阵天线测试模组100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
[0053]
相控阵天线测试模组100包括相控阵天线板110、散热均温板130、鳍片散热板150和电控导热板170，散热均温板130的正面安装在相控阵天线板110的一侧表面，且散热均温板130的正面与相控阵天线板110之间还设置有第一导热垫180，第一导热垫180用于将相控阵天线板110产生的热量传递至散热均温板130，鳍片散热板150设置在散热均温板130的背面，且鳍片散热板150上设置有多个散热鳍片151。电控导热板170与散热均温板130连接，相控阵天线板110上具有射频辐射区111和数字电路区113，散热均温板130安装在射频辐射区111，电控导热板170安装在数字电路区113。
[0054]
在本实施例中，散热均温板130和鳍片散热板150分体设置，且鳍片散热板150和散热均温板130的背面之间还设置有第二导热垫190，第二导热垫190用于将散热均温板130上的热量传递至鳍片散热板150，且鳍片散热板150与散热均温板130可拆卸连接。具体地，第二导热垫190采用高导热率的界面材料制成，例如硅胶或散热垫片等，在此不做具体限定。
[0055]
在本实施例中，散热均温板130的背面设置有多个第二安装限位柱153，多个第二安装限位柱153相对于散热均温板130的背面的高度相同，且每个第二安装限位柱153的端部用于抵持在鳍片散热板150的表面，以使散热均温板130与鳍片散热板150之间形成第二安装间隙，第二导热垫190设置在第二安装间隙内。第二间隙的宽度小于第二导热垫190的厚度，从而使得第二导热垫190的两侧分别与散热均温板130和鳍片散热板150相抵持，以保证传热效果。具体地，由于界面材料的变形量保持在20％-30％之间才能发挥其最大性能，传热效果最好，故散热均温板130的正面与鳍片散热板150之间的距离为第二导热垫190的厚度的70％-80％，从而对界面材料的变形量进行控制，以保证传热效果。即第二间隙的宽度为第二导热垫190的厚度的70％-80％，当然，此处由于界面材料的不同，其最佳变形量也不同，故每个第二间隙与第二导热垫190的厚度之间的比值仅仅是举例说明，并不起到限定效果。
[0056]
在本实施例中，第二安装限位柱153的端面还开设有第二连接孔155，鳍片散热板150上设置有多个第二连接件157，多个第二连接件157与多个第二安装限位柱153一一对应，且每个第二连接件157可拆卸地装配在对应的第二连接孔155中。具体地，第二连接件157为螺钉，第二连接孔155为螺孔，即螺钉穿过鳍片散热板150并装配在对应的螺孔中，从而使得鳍片散热板150通过螺钉固定在多个第二安装限位柱153上，实现与散热均温板130之间的固定。当然，此处第二连接件157也可以是销钉或者插件等其他连接件。
[0057]
在本实施例中，第二导热垫190为整片结构，并铺设在鳍片散热板150与散热均温板130之间，其中第二导热垫190上还开设有多个让位孔，以供第二安装限位柱153穿过。
[0058]
综上所述，本实施例提供的一种相控阵天线测试模组100，通过将散热均温板130和鳍片散热板150分体设置，并通过螺钉进行固定，降低了单独模块的重量，分体设计制造，降低了制造难度，同时提供整机散热方式的多元化。
[0059]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。