本发明专利技术公开一种适用于多种冷媒规整流道可散热的频率选择表面结构，包括由M行N列个频率选择单元组成的频率选择阵列、固定在频率选择阵列四周的壁板、位于壁板两侧中间位置的流道进口和流道出口，每个频率选择单元包括上盖、底座、“Y”字形支柱、上层金属贴片、下层金属贴片、金属介质和液冷流道，上层金属贴片印制在上盖的下表面，下层金属贴片印制在底座的上表面，金属介质位于上层金属贴片和下层金属贴片之间，液冷流道内分布冷媒。本发明专利技术可用于天线雷达中对电磁波透射和反射的选择，具有散热效果好，压力损失小，适用多种冷媒，使用成本低的优点。
【技术实现步骤摘要】
适用于多种冷媒规整流道可散热的频率选择表面结构
本专利技术属于通信
，更进一步涉及雷达
中的一种适用于多种冷媒规整流道可散热的频率选择表面结构。本专利技术可应用于天线雷达中对电磁波的透射和反射具有选择性的频率选择表面结构。
技术介绍
飞行器在大气层中以超高音速飞行时，其周围的空气受到剧烈的摩擦作用，大部分动能转化为热能，致使飞行器周围的空气温度急剧升高，严重的气动加热会影响飞行器结果的振动特性，甚至会对飞行器内部设备造成烧蚀、烧毁。因此，飞行器散热问题已经成为飞行器研究的重点。频率选择表面结构在飞行器以及保护机载天线等方面的应用十分广泛，而现有大多数频率选择结构存在的不足之处在于未考虑散热对频率选择表面结构的影响，流道进出口压力差大，适用环境受限且成本大，冷媒单一。苏州维业达触控科技有限公司在其提出的专利申请文献“一种频率选择表面结构”专利申请号2018108322656，公开号CN110768019A中公开了一种由正中心开口十字凹槽的单元周期排布形成的频率选择表面结构。该结构包括支撑层和导电层，支撑层采用柔性透明的高分子有机化合物制成，且支撑层的一侧表面上设有十字凹槽，导电层设于十字凹槽内，导电单元为金属结构单元，可根据需要确定凹槽的数量。但是，该结构仍存在的不足之处是未考虑由于天线罩表面的热累积导致的频率选择表面结构散热性差的问题。西安电子科技大学在其提出的专利申请文献“基于液态金属的可散热频率选择装置”专利申请号2019106477905，公开号CN110504548A中公开了一种通过液态金属在“Y”字型支柱周围流动从而达到散热效果的频率选择表面装置，主要包括频率选择阵列，液态金属进出口。“Y”字型支柱周围分布液态金属，通过“Y”字型支柱对液态金属流动的扰流作用，延长液态金属的流动路径，提高散热效果。但是，该频率选择表面装置存在的不足之处是由于流道是非规整的，液态金属在装置中流动时，“Y”字型支柱对液态金属的扰流会产生压力损失，并且该结构在满足电性能和散热性能的情况下导致冷媒单一，不能根据实际工作要求选择液冷散热冷媒，适用环境受限且成本大。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述已有技术的不足，提出一种适用于多种冷媒规整流道可散热的频率选择表面结构，解决现有频率选择表面结构散热性差、流道进出口压力差大、适用环境受限且成本大，冷媒单一的问题。实现上述目的的思路是，在“Y”字周围固定金属贴片和金属介质且单元之间分布液冷流道并流通冷媒，形成频率选择表面，达到频率选择的技术要求；通过电磁泵提供动力使液态金属在流道内循环流动从而带走热量，以实现对系统的高效散热；采用规整的流道设计可以减小流道对流体的影响，以减小流道进出口的压力损失，同时，液冷流道内根据可实际工作要求选择液冷散热冷媒，减少使用成本。本专利技术适用于多种冷媒规整流道可散热的频率选择表面结构，包括由M×N个频率选择单元组成的频率选择阵列、固定在频率选择阵列四周的壁板、均为圆形通孔并位于壁板两侧中间位置的流道进口和流道出口，M≥1，N≥1；频率选择阵列中每一行的单元在水平方向对齐，每一列的单元在垂直方向对齐，每个频率选择单元中包括大小相同的正方形板的上盖、底座、位于上盖和底座之间的“Y”字形支柱，所有频率选择单元的上盖相接构成频率选择阵列的盖板，所有频率选择单元的底座相接构成频率选择阵列的底板，每个频率选择单元还包括上层金属贴片、下层金属贴片，金属介质和液冷流道；印制在上盖的下表面的上层金属贴片、底座的上表面的下层金属贴片和金属介质均为内部有“Y”形通孔的正方形板，三个“Y”型通孔为垂直对应关系，且嵌套在“Y”字形支柱中，金属介质位于上层金属贴片和下层金属贴片之间，位于金属介质四周的液冷流道内分布冷媒。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：第一，由于本专利技术采用冷媒进行散热，克服了现有结构未考虑由于天线罩表面的热累积导致的频率选择表面结构散热性差的问题，由此使得本专利技术散热性能更好。第二，由于本专利技术采用规整的液冷流道，克服了现有结构中由于流道是非规整的，液态金属在装置中流动时，“Y”字型支柱对液态金属的扰流会产生压力损失的问题，由此使得本专利技术具有更小的压力损失。第三，由于本专利技术采用上层金属贴片、下层金属贴片和金属介质，克服了现有结构在满足电性能和散热性能的情况下导致冷媒单一，不能根据实际工作要求选择液冷散热冷媒，适用环境受限且成本大的问题，由此使得本专利技术结构液冷散热冷媒不单一，方便用户选择并减少使用成本。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术中的频率选择单元的结构示意图；图3为本专利技术中频率选择单元的结构的正视图；图4为本专利技术中频率选择单元的结构的俯视图；图5为本专利技术整体结构的俯视图；图6为本专利技术整体结构的右视图；图7为本专利技术实施例顶部加上1000℃热源后，采用自然对流方式对结构进行散热得到的整个结构下表面的温度云图；图8为本专利技术实施例顶部加上1000℃热源后，以3m/s速度驱动Ga68In20Sn12循环流动对结构进行散热得到的结构下表面的温度云图；图9为本专利技术实施例顶部加上1000℃热源后，以3m/s速度驱动Ga68In20Sn12循环流动对结构进行散热，得到的流道进口和流道出口的压力值图；图10为专利号为2019106477905的专利技术专利装置顶部加上1000℃的热源后，驱动Ga68In20Sn12循环流动对装置进行散热，得到的液态金属进出口的压力值图；图11为本专利技术实施例顶部加上1000℃热源后，以3m/s速度驱动水循环流动对结构进行散热得到的结构下表面的温度云图；图12为本专利技术实施例的带通S11曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述。参照附图1所示，对本专利技术的结构做进一步的描述。本专利技术包括由M×N个频率选择单元5组成的频率选择阵列1、固定在频率选择阵列1四周的壁板2、均为圆形通孔并位于壁板2两侧中间位置的流道进口3和流道出口4，M≥1，N≥1；频率选择阵列1中每一行的单元在水平方向对齐，每一列的单元在垂直方向对齐。参照附图2所示，对本专利技术的频率选择单元做进一步的描述。每个频率选择单元5中包括大小相同的正方形板的上盖9、底座13、位于上盖9和底座13之间的“Y”字形支柱8、上层金属贴片10、下层金属贴片12，金属介质11和液冷流道15；印制在上盖9的下表面的上层金属贴片10、底座13的上表面的下层金属贴片12和金属介质11均为内部有“Y”形通孔的正方形板，三个“Y”型通孔为垂直对应关系，且嵌套在“Y”字形支柱8中，金属介质11位于上层金属贴片10和下层金属贴片12之间，位于金属介质11四周的液冷流道15内分布冷媒14。上层金属贴片10和下层金属贴片12的边长均与上盖9的边长相等，中心均位于上盖9和底座13中心连线上。金属介质11的边长小于上盖9的边长，金属介质11的中心位于上盖9与底座13中心连线上。...
【技术保护点】
1.一种适用于多种冷媒规整流道可散热的频率选择表面结构，包括由M×N个频率选择单元(5)组成的频率选择阵列(1)、固定在频率选择阵列(1)四周的壁板(2)、均为圆形通孔并位于壁板(2)两侧中间位置的流道进口(3)和流道出口(4)，M≥1，N≥1；频率选择阵列(1)中每一行的单元在水平方向对齐，每一列的单元在垂直方向对齐，每个频率选择单元(5)中包括大小相同的正方形板的上盖(9)、底座(13)、位于上盖(9)和底座(13)之间的“Y”字形支柱(8)，所有频率选择单元(5)的上盖(9)相接构成频率选择阵列(1)的盖板(6)，所有频率选择单元(5)的底座(13)相接构成频率选择阵列(1)的底板(7)，其特征在于，每个频率选择单元(5)还包括上层金属贴片(10)、下层金属贴片(12)，金属介质(11)和液冷流道(15)；印制在上盖(9)的下表面的上层金属贴片(10)、底座(13)的上表面的下层金属贴片(12)和金属介质(11)均为内部有“Y”形通孔的正方形板，三个“Y”型通孔为垂直对应关系，且嵌套在“Y”字形支柱(8)上，金属介质(11)位于上层金属贴片(10)和下层金属贴片(12)之间，位于金属介质(11)四周的液冷流道(15)内分布冷媒(14)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种适用于多种冷媒规整流道可散热的频率选择表面结构，包括由M×N个频率选择单元(5)组成的频率选择阵列(1)、固定在频率选择阵列(1)四周的壁板(2)、均为圆形通孔并位于壁板(2)两侧中间位置的流道进口(3)和流道出口(4)，M≥1，N≥1；频率选择阵列(1)中每一行的单元在水平方向对齐，每一列的单元在垂直方向对齐，每个频率选择单元(5)中包括大小相同的正方形板的上盖(9)、底座(13)、位于上盖(9)和底座(13)之间的“Y”字形支柱(8)，所有频率选择单元(5)的上盖(9)相接构成频率选择阵列(1)的盖板(6)，所有频率选择单元(5)的底座(13)相接构成频率选择阵列(1)的底板(7)，其特征在于，每个频率选择单元(5)还包括上层金属贴片(10)、下层金属贴片(12)，金属介质(11)和液冷流道(15)；印制在上盖(9)的下表面的上层金属贴片(10)、底座(13)的上表面的下层金属贴片(12)和金属介质(11)均为内部有“Y”形通孔的正方形板，三个“Y”型通孔为垂直对应关系，且嵌套在“Y”字形支柱(8)上，金属介质(11)位于上层金属贴片(10)和下层金属贴片(12)之间，位于金属介质(11)四周的液冷流道(15)内分布冷媒(14)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于多种冷媒规整流道可散热的频率选择表面结构，其特征在于，“Y”字形支柱(8)采用将三条直线单元按圆周阵列分布的中心连接型结构，三条相邻直线单元的夹角相同或不同。
3.根据权利要求1所述的一种适用于多种冷媒规整流道可散热的频率选择表面结构，其特征在于，“Y”字形支柱(8)、盖板(6)、底板(7)以及壁板(2)均采用耐腐蚀性和透波性好的材料。
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，孟文举，刘伟刚，任泽敏，王超，姜文，许万业，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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