本发明专利技术公开了一种卫星通信系统中的功放模块搭载装置，包括壳体和散热板，散热板上方为工作室，下方为散热室，工作室内有挡板，挡板接触GaN功放模块，GaN功放模块上方设置进风管和散热风扇，挡板贯穿散热板至散热室底部，挡板上设置有溢流板，散热室内部有喷淋板，喷淋板上有喷水头，喷水头内部的水管连接有设置在喷淋板内部的主水管，主水管贯穿散热室侧面连接进水管，进水管连接有微型水泵，微型水泵通过水管连接有冷却器，进水管下方设置有出水管，出水管连通散热室和冷却器。本发明专利技术通过主要使用水冷系统、辅助使用风冷系统对固态功率放大器内GaN功放模块进行高效降温，使GaN功放模块的工作效率得到提高，提升固态功率放大器的改进空间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固态功率放大器，具体涉及一种卫星通信系统中的功放模块搭载装置。
技术介绍
随着技术的进步，目前在测控、卫星通信、雷达、电子对抗系统、高压电力巡线等军、民装备领域的工作频率已经达到毫米波频段。位于发射信道末端的高功率固态功率放大器对系统性能至关重要，对系统的测控精度、通信质量、作用半径以及抗干扰能力等方面起着重要的作用。固态功率放大器的主要作用是将需要发送的信号放大到一定的功率电平，再经天线以无线方式发送到空间，主要技术指标包括输出功率、工作带宽以及驻波比等。相比行波管放大器，固态功率放大器在工作电压、可靠性及环境适应能力等方面有明显的优势，所以其在系统中的应用受到了人们的青睐。
GaN（氮化镓）作为第三代半导体材料，具有高功率容量和高热容性等特点，GaN的微波功率性能要远优于Si、GaAs等传统的半导体材料，GaN材料本身具有宽禁带宽度、高饱和电子迁移率以及高击穿场的特性。综上所述，GaN微波功率器件成为近年来研究的热点。
在进一步采用芯片级功率合成、电路级功率合成或者空间功率合成技术制作的大功率固态功率放大模块的过程中，不仅体积和重量受到了限制，而且其热稳定性也受到严格的考验，在实际应用中，对固态功放模块的工作效率要求非常严格，其工作温度的高低将影响固态功放模块的工作效率。
传统的固态功率放大器仅采用风冷的方式对其所搭载的功放模块散热，但是风冷式散热存在空气介质的导热性低、散热面积小等缺点，其散热效果不好，无法高效地降低功放模块的工作温度，所以限制了固态功率放大器的进一步发展。r/>
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对传统固态功率放大器的缺陷，目的在于提供一种卫星通信系统中的功放模块搭载装置，解决传统的固态功率放大器仅使用风冷的方式对其所搭载的功放模块进行散热导致无法高效地冷却功放模块所产生的功放模块工作效率低的问题。
本专利技术通过下述技术方案实现：一种卫星通信系统中的功放模块搭载装置，包括壳体，壳体内水平设置有散热板，散热板将壳体内部分为两部分，散热板上方为工作室，散热板下方为散热室，工作室内设置有位于散热板上方的GaN功放模块，GaN功放模块上设置有温度传感器，GaN功放模块上方设置有进风管，进风管正对GaN功放模块，进风管贯穿工作室顶部连接有散热风扇，工作室顶部设置有若干排风口，工作室内等间距设置有若干垂直于散热板的挡板，挡板接触GaN功放模块，挡板平行于工作室长度较短的侧面，挡板只有一个侧面与工作室的侧面连接，挡板之间的位置关系被配置为，相间挡板的侧面连接工作室的同一侧面，相邻挡板的侧面分别连接工作室内相互平行的两个侧面，挡板贯穿散热板连接散热室底部，靠近散热室底部的挡板上设置有垂直于散热室底部的转动轴，转动轴上绕有硬弹簧，转动轴连接有溢流板，散热室内部的侧面上设置有喷淋板，喷淋板连接与其所在侧面相邻的两个侧面，喷淋板上等间距设置有若干喷水头，喷水头位于相邻的挡板之间，喷水头的喷嘴竖直向上，喷水头内部的水管连接有设置在喷淋板内部的主水管，主水管贯穿散热室侧面连接有进水管，进水管连接有微型水泵，微型水泵通过水管连接有冷却器，进水管下方设置有出水管，出水管连通散热室和冷却器。现有技术中，传统的固态功率放大器仅使用风冷的方式对功放模块进行降温，避免其工作温度过高影响工作效率。但是，采用传统的散热风扇进行散热时，会遇到空气介质的导热性低、散热面积小等问题，所以风冷的散热效果不佳，不能高效地降低功放模块的工作温度，限制了大功率固态功率放大器在卫星通信领域进一步的发展与应用。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种采用水冷降温的固态功率放大器。在固态功率放大器的壳体内设置有散热板，散热板上设置有挡板，散热板和挡板均采用导热率高的金属，例如银、铝等。挡板均与工作室长度较短的一边平行，挡板只有一个侧面与工作室侧面连接，挡板之间的位置关系为，相邻的挡板分别连接工作室内相互平行的两个侧面，相间的挡板连接同一侧面，挡板贯穿散热板与散热室底部连接，因此，挡板将工作室和散热室的内部空间均隔成了S形。挡板上连接有GaN功放模块以及其他电子元件如电容、电阻等，这里应用的GaN功放模块为现有技术，GaN功放模块上方设置有进风管，进风管正对GaN功放模块，进风管贯穿工作室顶部连接散热风扇上，GaN功放模块上设置有温度传感器，当温度超过设定的警示温度时，散热风扇能够自动开启；散热室内部的侧面上设置有喷淋板，喷淋板还连接与其所在侧面相邻的两个侧面，即喷淋板上方的水可以通过喷淋板与散热室内壁没有接触的部分流入喷淋板下方。喷淋板上设置有若干个喷水头，喷水头上的喷嘴竖直向上正对着散热板的底部，喷淋板内部设置有主水管，主水管穿过散热室侧面连接进水管，进水管依次连接微型水泵和冷却器，冷却器连接出水管。微型水泵和冷却器均为现有技术，都具有体积小、噪音低的优点，可以在市场上通过购买获得，另外，还可以使用一体式集水泵，一体式集水泵包含了水泵、储水箱和冷却器，高度集成化节省了空间。工作时，运行微型水泵，水从微型水泵中流出并依次通过进水管、主水管、喷水头、散热室、出水管、冷却器，最终回到微型水泵中，形成水循环。GaN功放模块与散热板和挡板接触，通过散热板和挡板将GaN功放模块上的高温传至散热板下方以及挡板上，水在流经散热室时，通过喷水头喷至散热板底部，对散热板进行降温，之后水落至喷淋板上流经挡板隔成的S形流道，之后水流进入喷淋板下方，继续在喷淋板下方走S形流道，通过设置S形流道，不仅使水能充分吸收GaN功放模块通过散热板和挡板传递的热量，还能使水通过与挡板之间足够的接触面积，冷却挡板，从而对工作室内的GaN功放模块进行进一步冷却。另外，S形流道可能会使水产生滞留，在水流过快的时候，前方的水可能会返流与后方的水发生碰撞，降低水循环效率，为了解决上述问题，在位于喷淋板下方的挡板上设置有转动轴、硬弹簧和溢流板，溢流板一侧绕转动轴旋转，硬弹簧用作使溢流板复位，该机构为现有技术，所解决的问题是，当水流速度过快在拐角处堆积时，水流可以推开溢流板直接流至挡板另一侧，等水流速度慢下来并稳定后，溢流板在硬弹簧的作用下会恢复到与挡板平行的位置，从而起到阻挡水流并使之沿着S形流道流动的作用。最终水流从出水管流至冷却器中进行冷却，冷却之后再经过微型水泵从进水管进入散热室；当功放模块上的温度传感器监测到功放模块的工作温度超过设定温度时，将自动开启散热风扇进行紧急降温，留给操作人员足够的时间加快水循环速度，从而降低功放模块的工作温度。通过上述结构和原理，能够对工作室内的电子元件进行高效地降温。水冷系统散热能力强过风冷系统的原因，一是因为水的吸热和导热性能比空气好很多，二是因为水冷系统的总散热面积也要比风冷系统大很多，本装置不仅使用散热板对电子元件进行冷却，还使用了挡板，增加了传热面积，提高了降温效率，通过高效地降温，使得大功率功放模块的工作效率得到提高，提升了固态功率放大器的改进空间和应用范围。水冷系统还具有噪音小的优点，使得固态功率放大器可以灵活地应用于卫星通信系统领域中。另外，通过风冷系统间歇性的辅助水冷系统，不仅确保了功放模块的工作温度低于警戒温度，还能除去工作室内残留的灰尘。
进风管位于工作室顶部靠近进水管所在的一端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种卫星通信系统中的功放模块搭载装置，包括壳体（1），其特征在于，所述壳体（1）内水平设置有散热板（2），所述散热板（2）将壳体（1）内部分为两部分，散热板（2）上方为工作室，散热板（2）下方为散热室，所述工作室内设置有位于散热板（2）上方的GaN功放模块（7），所述GaN功放模块（7）上设置有温度传感器，GaN功放模块（7）上方设置有进风管（6），所述进风管（6）正对GaN功放模块（7），进风管（6）贯穿工作室顶部连接有散热风扇（12），工作室顶部设置有若干排风口（11），工作室内等间距设置有若干垂直于散热板（2）的挡板（8），所述挡板（8）接触GaN功放模块（7），挡板（8）平行于工作室长度较短的侧面，挡板（8）只有一个侧面与工作室的侧面连接，挡板（8）之间的位置关系被配置为，相间挡板（8）的侧面连接工作室的同一侧面，相邻挡板（8）的侧面分别连接工作室内相互平行的两个侧面，挡板（8）贯穿散热板（2）连接散热室底部，靠近散热室底部的挡板（8）上设置有垂直于散热室底部的转动轴（9），所述转动轴（9）上绕有硬弹簧，转动轴（9）连接有溢流板（10），散热室内部的侧面上设置有喷淋板（3），所述喷淋板（3）连接与其所在侧面相邻的两个侧面，所述喷淋板（3）上等间距设置有若干喷水头（4），所述喷水头（4）位于相邻的挡板（8）之间，喷水头（4）的喷嘴竖直向上，喷水头（4）内部的水管连接有设置在喷淋板（3）内部的主水管，所述主水管贯穿散热室侧面连接有进水管（5），所述进水管（5）连接有微型水泵，所述微型水泵通过水管连接有冷却器，进水管（5）下方设置有出水管，所述出水管连通散热室和冷却器。...
【技术特征摘要】
1.一种卫星通信系统中的功放模块搭载装置，包括壳体（1），其特征在于，所述壳体（1）内水平设置有散热板（2），所述散热板（2）将壳体（1）内部分为两部分，散热板（2）上方为工作室，散热板（2）下方为散热室，所述工作室内设置有位于散热板（2）上方的GaN功放模块（7），所述GaN功放模块（7）上设置有温度传感器，GaN功放模块（7）上方设置有进风管（6），所述进风管（6）正对GaN功放模块（7），进风管（6）贯穿工作室顶部连接有散热风扇（12），工作室顶部设置有若干排风口（11），工作室内等间距设置有若干垂直于散热板（2）的挡板（8），所述挡板（8）接触GaN功放模块（7），挡板（8）平行于工作室长度较短的侧面，挡板（8）只有一个侧面与工作室的侧面连接，挡板（8）之间的位置关系被配置为，相间挡板（8）的侧面连接工作室的同一侧面，相邻挡板（8）的侧面分别连接工作室内相互平行的两个侧面，挡板（8）贯穿散热板（2）连接散热室底部，靠近散热室底部的挡板（8）上设置有垂直于散热室底部的转动轴（9），所述转动轴（9）上绕有硬弹簧，转动轴（9）连接有溢流板（10），散热室内部的侧面上设置有喷淋板（3），所述喷淋板（3）连接与其所在侧面相邻的两个侧面，所述喷淋板（3）上等间距设置有若干喷水头（4），所述喷水头（4）位于相邻的挡板（8）之间，喷水头（4）的喷嘴竖直向上，喷水头（4）内部的水管连接有设置在喷淋板（3）内部的主水管，所述主水管贯穿散热室侧面连接有进水管（5...
【专利技术属性】
技术研发人员：文林顺，孙一鸣，
申请(专利权)人：四川汇英光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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