一种液冷散热的外校正网络结构和雷达系统的制作方法

1.本发明涉及外校正网络结构技术领域，尤其涉及一种液冷散热的外校正网络结构和雷达系统。


背景技术：

2.外校正网络是雷达系统的重要组成部分，其功能是采集阵元信号辐相的分部件，是使各单元天线发送的信号达到预定辐向要求的关键部件。
3.外校正网络处理天线发送的信号时会带来一定的损耗，这部分损耗会转换成热量。更为严重的，当雷达系统为连续工作状态时，热量堆积严重，从而导致外校正网络工作温度不断上升、温度不一致性加重，影响雷达幅相特性。
4.现有外校正网络一般采用自然散热的方式进行冷却，由大气环境带走热量。这在单通道功耗较低，或者间歇工作的雷达系统中是可行的方案，此时外校正网络热耗累积较少，在自然散热条件下依旧可以正常工作。但在高功率、连续波雷达系统中，校正网络能量损耗越来越高，热量也随之增大，采用自然散热的外校正网络工作温度接近临界点，且温度分布不均，影响雷达幅相一致性；风冷设备会消耗额外电源，且散热效率低、设备体积大，不适用于外校正网络；校正网络散热条件越来越苛刻，亟需可靠的散热手段。


技术实现要素：

5.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种液冷散热的外校正网络结构和雷达系统。
6.本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构，包括：壳体、盖板、进口液体连接器和出口液体连接器；
7.壳体内具有微带板，壳体上设有用于安装电子器件和/或电讯连接器的安装位，盖板位于壳体上方且安装在壳体上，盖板与壳体共同形成在二者之间密封的冷却液流道，盖板上设有与所述冷却液流道连通的进液口和出液口，进口液体连接器安装在所述进液口处，出口液体连接器安装在所述出液口处。
8.优选地，壳体表面具有安装槽，盖板安装在所述安装槽内。
9.优选地，壳体上具有多个安装位，多个安装位沿所述冷却液流道周围分布。
10.优选地，所述冷却液流道包括进液段、出液段和在进液段和出液段之间并联的两个连通段，所述进液口位于所述进液段上，所述出液口位于所述出液段上。
11.优选地，所述冷却液流道内设有散热翅片。
12.优选地，散热翅片采用铝材通过机加或焊接固定在所述冷却液流道内。
13.本发明中，所提出的液冷散热的外校正网络结构，壳体内具有微带板，壳体上设有用于安装电子器件和/或电讯连接器的安装位，盖板位于壳体上方且安装在壳体上，盖板与壳体共同形成在二者之间密封的冷却液流道，盖板上设有与所述冷却液流道连通的进液口和出液口，进口液体连接器安装在所述进液口处，出口液体连接器安装在所述出液口处；通
过在壳体上设置密封流道，无需增加风扇等有源设备，即可实现对高功耗连续波雷达系统的外校正网络进行冷却；液冷散热效率高，相比于强迫风冷及自然散热，通过合理布置流道可以大幅度外校正网络温度一致性，在不影响外校正网络电讯性能的前提下，实现对外校正网络的高效集成散热。
14.本发明还提出一种雷达系统，其特征在于，包括上述的液冷散热的外校正网络结构。
15.优选地，还包括收发组件，壳体的安装位上安装有电讯连接器，收发组件位于壳体上方且通过电讯连接器与微带板连接。
16.优选地，包括多个收发组件，多个收发组件在冷却液流道上方依次间隔分布。
17.优选地，还包括液冷装置，液冷装置通过上述进液口与所述冷却液流道连通。
18.优选地，还包括安装底座，壳体安装在安装底座上。
19.本发明中，所提出的液冷散热的雷达系统，其技术效果与上述外校正网络结构类似，因此不再赘述。
附图说明
20.图1为本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构的一种实施方式的结构示意图。
21.图2为本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构的一种实施方式的壳体结构示意图。
22.图3为本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构的一种实施方式的盖板结构示意图。
23.图4为本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构的一种实施方式的剖视结构示意图。
24.图5为本发明提出的一种雷达系统的一种实施方式的局部配合结构示意图。
具体实施方式
25.如图1至5所示，图1为本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构的一种实施方式的结构示意图，图2为本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构的一种实施方式的壳体结构示意图，图3为本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构的一种实施方式的盖板结构示意图，图4为本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构的一种实施方式的剖视结构示意图，图5为本发明提出的一种雷达系统的一种实施方式的局部配合结构示意图。
26.参照图1，本发明提出的一种液冷散热的外校正网络结构，包括：壳体1、盖板2、进口液体连接器41和出口液体连接器42；
27.壳体1内具有微带板，壳体1上设有用于安装电子器件和/或电讯连接器9的安装位，盖板2位于壳体1上方且安装在壳体1上，盖板2与壳体1共同形成在二者之间密封的冷却液流道16，盖板2上设有与所述冷却液流道16连通的进液口21和出液口22，进口液体连接器41安装在所述进液口21处，出口液体连接器42安装在所述出液口22处。
28.本实施例的液冷散热的外校正网络结构的具体工作过程中，外部冷却液通过进口
液体连接器41进入壳体1内的冷却液流道16，再经另一端的出口液体连接器42流出，带走热量进入液冷源等换热设备，循环往复，保证微带板工作在适宜温度。
29.在本实施例中，所提出的液冷散热的外校正网络结构，壳体内具有微带板，壳体上设有用于安装电子器件和/或电讯连接器的安装位，盖板位于壳体上方且安装在壳体上，盖板与壳体共同形成在二者之间密封的冷却液流道，盖板上设有与所述冷却液流道连通的进液口和出液口，进口液体连接器安装在所述进液口处，出口液体连接器安装在所述出液口处；通过在壳体上设置密封流道，不影响壳体内部微带板的电讯性能和壳体上其他部件的安装，同时能够快速均匀地带走微带板工作产生的热量，实现外校正网络的高效散热。
30.在盖板的具体安装方式中，壳体1表面具有安装槽15，盖板2安装在所述安装槽15内。
31.为了保证壳体冷却温度均衡，在壳体的具体设计方式中，壳体1上具有多个安装位，多个安装位沿所述冷却液流道16周围分布。
32.进一步地，在冷却液流道具体设计中，所述冷却液流道16包括进液段、出液段和在进液段和出液段之间并联的两个连通段，所述进液口21位于所述进液段上，所述出液口22位于所述出液段上。通过冷却液流道的回形设计，最大程度提高冷却液的流动效率，保证散热均匀。
33.在其他具体设计方式中，所述冷却液流道16内设有散热翅片。具体地，可根据发热电子器件热耗分布选择相应结构的翅片布置在壳体上。实际加工时，可通过铝材机加成型或焊接连接，保证结构强度及散热效果。
34.图5为本实施例提出的一种雷达系统，包括上述的液冷散热的外校正网络结构。具体地，本实施例的雷达系统，还包括收发组件8，壳体1的安装位上安装有电讯连接器9，收发组件8位于壳体1上方且通过电讯连接器9与微带板连接。
35.当壳体设计多个收发组件8时，多个收发组件8在冷却液流道16上方依次间隔分布。
36.本实施例的雷达系统还包括液冷装置，液冷装置通过所述进液口21与所述冷却液流道16连通。利用雷达系统自身的液冷装置，即可实现外校正网络的高效散热。
37.此外，本实施例还包括安装底座7，壳体1安装在安装底座7上。
38.下面通过具体实例详细说明本实施例的液冷散热的外校正网络结构和雷达系统。
39.在一种具体实施方式中，所述外校正网络结构包括壳体、盖板、液体连接器和紧固件，壳体与盖板的焊接，形成密闭的流道。壳体内设置有空腔，空腔内可供安装微带板。壳体上下两端面设置有通孔，可供安装电连接器。壳体设置有螺纹孔，可做为固定接口。壳体内设置有流道，流道位于空腔周围，与空腔互不连通，在不影响微带板电讯性能的同时带走热量。流道设计时应避开所有通孔，并保持焊接可靠性。如有需要，流道内可设置散热翅片加强散热，翅片可根据发热电子器件热耗分布选择布置在壳体上，通过铝材机加成型或焊接连接，保证结构强度及散热效果。壳体上有冷却液进、出口，连接流道和液体连接器。流道与液体连接器通过法兰密封使安装接口形成闭合空间。流道走向和宽度应根据散热需要、连接器位置协同设计，保证结构和散热可靠性。通过冷却流道与校正网络的集成设计，可以在不影响外校正网络电讯性能的前提下，实现对外校正网络的高效散热。
40.在另一种具体实施方式中，图1为液冷散热的外校正网络结构示意图，该结构包括
壳体1、盖板2、密封元件、液体连接器41和42及紧固件。其中，壳体1与盖板2相连接，通过搅拌摩擦焊、电子束焊或钎焊等方式连接、密封。液体连接器41和42通过紧固件固定在壳体1上，密封元件保证液体连接器41和42以及壳体1—盖板2焊接体之间连接位置的密封性。
41.壳体1为本发明主要部件，材料体系可采用铝合金6061或5a06，在保证电讯能的前提下，具有高可靠性、高导热的特点，有利于水道集成加工及电子器件散热，同时该铝合金可以有效防止冷却液的腐蚀。本发明所述壳体为电子设备安装载体，同时是需要连接上下游设备，设计时应考虑各类连接器配合关系和流道冷却效果。图2所示为壳体1结构示意图，包括电子器件安装槽11、电讯连接器安装孔12、螺纹孔13、通孔14、安装槽15及冷却液流道16。电子器件安装槽11为校正网络电子器件安装位置，一般为微带板，也是设备中的主要发热源，微带板通过锡焊焊接在安装槽内。电讯连接器安装孔12的位置随电子器件安装槽11而定，安装孔12可安装smp等射频连接器，用于连接上下游电子设备，上下游设备一般为收发组件、电缆、天线阵面或口径变换。螺纹孔13是紧固件的安装孔，与紧固件配合保证进、出液口的密封性。冷却液流道16是冷却液循环的通道，其尺寸参数和位置影响电子器件的散热效果；冷却液流道16应尽量贴近大部分电子器件安装槽，较少传热路径、热阻，提升传热效果；流道流阻应与整个系统流阻相匹配，达到准确控制流量的效果；外校正网络结构上特征较多，可供布置流道的空间较小，流道宽度应考虑加工可行性，主要是保留壳体1与盖板2焊接的空间；另一方面，流道宽度影响冷却液与壳体间的传热面积，进而影响散热效果；需要从全局角度出发，综合设计冷却液流道16的宽度和路径走向、长度。安装槽15是盖板安装处，与液体连接器41、42、壳体1形成封闭腔。通孔14为所述外校正网络结构固定孔，固定孔位避开流道及电连接孔位，通过固定件与雷达系统集成，该固定件可选用沉头螺钉。
42.图3为盖板2结构示意图，盖板2上布置有进液口21、回液口22。盖板2主体结构随流道布置，采用与壳体1相同的材料。进液口21、回液口22连接液体连接器4和壳体1内部冷却液流道16。
43.图4为该装配体剖视图。盖板2安装在壳体1的安装槽15上，通过搅拌摩擦焊、电子束焊等方式连接、密封；壳体1、盖板2焊接后，应将焊接面铣平，并控制法兰面的粗糙度，保证密封可靠性。
44.图5为一种可能的实施例结构的爆炸图，该液冷散热的外校正网络安装在底座7上，为避免与收发组件8等设备干涉，固定件采用沉头螺钉。收发组件8通过电讯连接器与壳体1内的微带板连接，电讯连接器安装在电讯连接器安装孔12内。从雷达液冷系统分出的冷却液通过液冷管道及液体连接器4进入壳体1内的冷却液流道16，再经另一端的连接器和液冷管道流出，带走热量进入液冷源等换热设备，循环往复，保证微带板工作在适宜温度。特别的要注意的是，天线阵面集成度较高，校正网络与上下游器件如收发组件8一般采用盲配安装，壳体1需要布置大量安装接口，液冷流道设计时应当避开这些接口；同时，为保证冷却效果，流道应尽量接近热源，如微带线等电子设备，这需要连接器接口、发热电子设备与流道的协同设计。
45.本发明提出的液冷散热的外校正网络结构，该方案无需增加风扇等有源设备，即可实现对高功耗连续波雷达系统的外校正网络进行冷却；液冷散热效率高，相比于强迫风冷及自然散热，通过合理布置流道可以大幅度外校正网络温度一致性；该结构利用校正网络本身的结构及雷达的液冷系统，通过冷却流道与校正网络的集成设计，可以在不影响外
校正网络电讯性能的前提下，实现对外校正网络的高效集成散热。
46.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。