一种气象相控阵雷达制造技术

本发明专利技术提供了一种气象相控阵雷达，该气象相控阵雷达包括雷达主机箱体以及设置在所述雷达主机箱体内的T/R射频组件、数字组件和冷却系统，所述T/R射频组件设置在所述数字组件的一侧，所述T/R射频组件和数字组件之间设有一块导热板，所述冷却系统包括风冷系统和与之配合的水冷系统；所述风冷系统包括热交换器、设置在所述数字组件上的散热通道，所述水冷系统包括设置在所述T/R射频组件内部散热流道、以及与所述散热流道连通的水管。本发明专利技术采用合理的冷却方式使得该冷却系统既保证雷达主机性能正常，又使雷达主机具有较好的经济性。又使雷达主机具有较好的经济性。又使雷达主机具有较好的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种气象相控阵雷达


[0001]本专利技术属于雷达热处理
，尤其涉及一种气象相控阵雷达。

技术介绍

[0002]随着相控阵雷达技术的快速发展与进步，相控阵雷达发射和接收通道数量越来越多，对探测距离需求也越来越远，使得雷达主机功耗随之增大，进而导致雷达主机的热损耗剧增，若没有良好的冷却技术，雷达主机内部各组件的温度可能达到甚至超过其正常使用温度，导致组件性能下降以致损坏。可靠发冷却技术已成为雷达主机高性能的重要环节。与此同时雷达主机既要在0~90
°
范围内进行俯仰运行，又要进行360
°
方位旋转运动，对冷却系统提出了更高的挑战。
[0003]目前相控阵天气雷达主要采用开放式风冷技术，即在雷达上加装一个较大天线罩，天线罩内安装有空调，用于降低天线罩内部的空气温度，雷达在天线罩内类似在空调房里工作，该系统的缺点是雷达散热系统的进出风口都在天线罩内，且与外界空气连通，使得雷达散热进口温度不能进行控制。另外散热系统层与雷达主机内部各组件被隔离，雷达主机内部线缆没有散热措施，在大电流工作时线缆自身发热较大，存在一定的隐患。各功能组件需要做密封措施，防止外界的湿度、盐雾、灰尘等因素对组件造成影响，从而影响组件性能，各组件环境适应性要求高。但该冷却系统设计相对简单，这也使得目前天线罩加空调冷却方式成为主流。
[0004]中国技术专利CN206892316U公开了一种雷达冷却系统，其内部中空的通风轴一端与空调连接，另一端与天线支臂连接；通风轴为阶梯型，分为第一、二阶梯通风轴；在第一阶梯通风轴的外侧设有轴肩；在第二阶梯通风轴外壁设有螺纹；轴承设置在第一阶梯通风轴外部，且位于轴肩与第一阶梯通风轴和第阶梯通风轴的衔接处；盖板通过铰链与天线支臂连接，盖板带有腔体；定位螺母一端顶着轴承；另一端插入盖板腔体，并形成迷宫密封；定位螺母上设有螺纹，该螺纹与第二阶梯通风轴外壁上的螺纹连接；轴承座一端的内部安装有轴承，外部设有挡板，轴承座的另一端与盖板连接；轴承盖一端固定安装在轴承座上，另一端与轴承外圈接触；空调支架一端连接俯仰箱，另一端连接空调。但该冷却系统仍存在一定的弊端，空调一体机进出风口均通过通风轴进出，容易导致冷风和热风短路。空调进出口均通过通风轴，导致选择轴承必须选用大规格轴承，大幅增加轴承选用成本。雷达主机内部没有强迫散热装置，仅靠空调冷却雷达主机内部空气，易导致热死区，使得该区域内组件散热效果差。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种气象相控阵雷达，以解决雷达中冷却系统中散热手段不合理的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的具体技术方案如下：一种气象相控阵雷达包括雷达主机箱体以及设置在所述雷达主机箱体内的T/R射
频组件、数字组件和冷却系统，所述T/R射频组件设置在所述数字组件的一侧，所述T/R射频组件和数字组件之间设有一块导热板，所述冷却系统包括风冷系统和与之配合的水冷系统；所述风冷系统包括热交换器、设置在所述数字组件上的散热通道，所述热交换器的出风口连接冷空气通道，所述冷空气通道内安装有散热风机，所述散热通道一端与冷空气通道连通，所述散热通道的另一端与回流空气通道连通，所述回流空气通道通过热空气通道与所述热交换器连通；所述水冷系统包括设置在所述T/R射频组件内部散热流道、以及与所述散热流道连通的水管。
[0007]由此，本专利技术提供的复合型冷却系统对于热损耗大的T/R射频组件采用水冷方式，对于热损耗不大的数字组件采用风冷方式，通过风冷系统和水冷系统的有机协同、相互配合，既保证了雷达主机的性能正常，又使雷达主机具有较好的经济性。
[0008]设置在T/R射频组件和数字组件之间的导热板既起到支撑数字组件的作用，又可将数字组件的部分热量通过导热板传递给T/R射频组件，并通过T/R射频组件的散热流道与冷却液进行热交换将热量带走，强化了数字组件的散热效果，进一步降低数字组件芯片的温度。
[0009]雷达主机采用密封式箱体结构，各组件环境适应性要求低，可降低组件加工成本。可控制雷达主机内部环境温度，保证雷达主机内部环境温度稳定，不受外界环境温度变化的影响。通过采用本专利技术的冷却系统可使雷达免除天线罩，降低了雷达的制造成本。
[0010]进一步，所述水管包括主冷水管和主热水管，所述主冷水管与所述散热流道的进水口连通，主热水管与所述散热流道的出水口连通。
[0011]进一步，所述进水口和出水口的处均设有水冷通道，所述水冷通道与散热流道相连通，所述水冷通道通过第一隔板分隔为与进水口连通的第一水冷通道和与出水口连通的第二水冷通道，所述散热流道内设有第二隔板，所述第一隔板垂直于第二隔板设置，所述第一隔板的延伸端与第二隔板连接，所述第一隔板和第二隔板将所述散热流道分隔为多个散热区，所述散热元件设置在散热区内，且相邻两个所述散热区之间形成汇流区，所述汇流区连通前后两组散热流道，保证冷却液更均匀的进入下一组散热流道。
[0012]再进一步，所述散热元件为菱形柱结构，所述菱形柱结构叉排型式设置，且菱形柱面对冷却液流动方向为锐角，锐角更有利于冷却液扰动增加。
[0013]再进一步，所述散热元件为直槽道结构、直槽道波纹面结构、翅柱式结构、枣核状结构或绕流片。
[0014]更进一步，所述散热流道设置在T/R射频组件的芯片正下方，增大冷却液的扰动和换热面积，使冷却液与水冷腔体之间换热更充分。
[0015]更进一步，所述散热流道的深度沿着冷却介质的流向由浅到深变化，以解决串联流道因冷却液温度升高导致相邻T/R模块之间温度不一致的问题，所述散热流道的深度依据每组散热流道冷却T/R模块数量以及每个T/R模块最高温度的温差来确定，使不同散热流道上的各T/R模块性能具有较好的一致性。作为优选，取各T/R模块最高温度的温差小于1.5℃。
[0016]此外，所述水管的连接端为软管，软管可保证雷达主机进行俯仰运动0~90
°
时，水
管不受转动运动的影响。
[0017]本专利技术的复合型冷却系统对于密闭式雷达主机具有如下优势：a、对于热损耗不大的数字组件，采用水冷会造成设计余量过大，同时增加系统内部的水接头，增加系统内部漏水风险，降低雷达主机系统内部可靠性。
[0018]b、对于热损耗大的T/R射频组件，若要保证T/R射频组件在可靠的稳定范围内正常工作，T/R散热结构需增大，将导致雷达主机结构尺寸大幅增大，不利于雷达轻量化、小型化发展。
[0019]c、针对雷达主机内部各组件热损耗大小采用相应的冷却手段，水冷却部分即对热损耗大的T/R射频组件冷却，又对雷达主机内部空气进行冷却；风冷却部分则使雷达主机内部空气在雷达主机内部循环流动，冷却热损耗小的数字组件形成热空气，热空气载通过热交换器将热量传递给冷却水，变成冷空气后进入下一个循环。与此同时，水冷部分与风冷部分具有较好的协同作用，即在T/R射频组件和数字组件之间设有一块导热板，该导热板既具有支撑数字组件的作用，又可将数字组件的部分热量通过导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气象相控阵雷达，包括雷达主机箱体（3）以及设置在所述雷达主机箱体（3）内的T/R射频组件（8）、数字组件（15）和冷却系统，其特征在于，所述T/R射频组件（8）设置在所述数字组件（15）的一侧，所述T/R射频组件（8）和数字组件（15）之间设有一块导热板（17），所述冷却系统包括风冷系统和与之配合的水冷系统；所述风冷系统包括热交换器（6）、设置在所述数字组件（15）上的散热通道（16），所述热交换器（6）的出风口连接冷空气通道（20），所述冷空气通道（20）内安装有散热风机（19），所述散热通道（16）一端与冷空气通道（20）连通，所述散热通道（16）的另一端与回流空气通道（21）连通，所述回流空气通道（21）通过热空气通道（22）与所述热交换器（6）连通；所述水冷系统包括设置在所述T/R射频组件（8）内部散热流道（42）、以及与所述散热流道（42）连通的水管。2.根据权利要求1所述的气象相控阵雷达，其特征在于，所述水管包括主冷水管（13）和主热水管（14），所述主冷水管（13）与所述散热流道（42）的进水口（44）连通，主热水管（14）与所述散热流道（42）的出水口（45）连通。3.根据权利要求2所述的气象相控阵雷达，其特征在于，所述进水口（44）和出水口（45）的处均设有水冷通道（41），...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，段志敏，康建明，邱小龙，曹巍，
申请(专利权)人：浙江宜通华盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：