申请/专利权人：西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所)

申请日：2019-06-29

公开（公告）日：2021-02-09

公开（公告）号：CN110401001B

主分类号：H01Q1/00(20060101)

分类号：H01Q1/00(20060101);H01Q1/28(20060101);H01Q1/42(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.09#授权;2019.11.26#实质审查的生效;2019.11.01#公开

摘要：本发明公开的一种机载风冷散热天线，旨在提供一种能够兼顾地面和飞行两种工作模式、热传导率高的风冷散热冷板。本发明通过下述技术方案予以实现：天线本体1安装在风冷散热冷板3的矩形条状的上隔板302上表面，上隔板通过对应形状的下隔板303构成顺航向的条状夹层，条状夹层将冷板3的分叉进气直出型的散热功能区封装在所述条状夹层中。在飞机停在地面时，启动风机5给风冷散热冷板散热，空气流从进气口304和排气口305进入，逐步流经风道、通过前后散热区从风机舱排气口排出，将热导走；飞机在空中飞行时，风机关闭，高速飞行气流从航向斜前端的进气口进入，从排气口排出，利用高速飞行气流将热导走。

主权项：1.一种风冷散热机载天线，包括：天线罩（2）、整流罩（4）和飞机蒙皮一起围成的覆盖天线本体（1）的封闭空间，以及对称分布在冷板（3）两侧的风机（5），其特征在于：整流罩（4）通过冷板（3）的外壁环（301）圆滑过渡连接天线罩（2），天线本体（1）安装在冷板（3）的矩形条状的上隔板（302）上表面，上隔板（302）通过对应形状的下隔板（303）构成顺航向的条状夹层，条状夹层将冷板（3）的分叉进气直出型散热功能区封装在所述条状夹层中；在飞机停在地面时，启动风机（5）给风冷散热冷板（3）散热，空气流从进气口（304）和排气口（305）进入，逐步流经前散热区（308）和后散热区（309）形成的风道（307）、风道分风区（310）、最后从风机舱排气口（306）排出，将热导走；飞机在空中飞行时，风机（5）关闭，高速飞行气流从航向斜前端的进气口（304）进入，逐步流经风道（307）、前散热区（308）、风道分风区（310）、后散热区（309），最后从排气口（305）排出，利用高速飞行气流将热导走。

全文数据：风冷散热机载天线技术领域本发明属于航空电子设备散热领域，具体涉及一种机载天线的风冷散热冷板。背景技术有源相控阵天线在军事和民用上的应用越来越广泛，由于天线内部布置着成多个TR组件，它们排列紧凑，散热空间小，这使得天线的热流密度很大，若这些热量不能及时从天线阵面带走，会导致天线温度升高，引起TR组件性能下降甚至失效，从而影响天线电性能，导致天线性能恶化。因而有源相控阵天线的热设计直接关系到天线的电性能指标。由于天线阵面热流密度不断增长以及高可靠性要求，其冷却技术也面临着极大的挑战。已有的有源相控阵天线的热设计，可以根据天线阵面热流密度的大小以及天线的使用环境，采取强迫风冷、强迫液冷或者高效热管技术等，保证组件等发热元器件正常工作。根据某飞机的功能需求，需在飞机表面安装某有源相控阵天线。天线安装在天线罩、整流罩和飞机蒙皮所围成的空间内。由于天线工作功率较大，且由于在飞机表面，飞机不能提供环控系统或者热沉，因此该天线只能利用自然风冷设计。为保证该型天线能长期可靠工作，需设计相应的风冷散热冷板，同时要保证天线在地面和飞行过程中都能正常工作。常规的机表天线风冷散热方案一般有风机散热和直接引入外部飞行高速气流散热两种。风机散热方案采用风机直接吹天线，将热传递到天线罩内的空气中，同时在整流罩或者天线罩侧壁开换气孔，以便罩内的热空气和外面冷空气进行交换，将热耗散到大气中。需要风机在地面环境和高空飞行恶劣的环境中都工作，对风机的可靠性要求高。而直接引入外部飞行高速气流散热方案是在整流罩或者天线罩前端开进气口，在罩子尾端开排气口。进气口将外部高速冷空气引入，冷空气流过天线表面时带走热量，再从尾端排气口排出。飞机在地面停机时，由于没有高速气流进入天线罩内，天线无法进行散热，不适合需要在地面也工作的天线，而且由于气流直接吹过天线，对天线的防护要求较高。发明内容本发明针对现有常规机表天线散热方案不能兼顾空中地面工作、长期可靠性和防护等问题，提出一种能够兼顾地面和飞行两种工作模式，热传导率高的风冷散热机载天线。本发明的上述目的可以通过以下措施来得到：一种风冷散热机载天线，包括：天线罩2、整流罩4和飞机蒙皮一起围成的覆盖天线本体1的封闭空间，以及对称分布在冷板3两侧的风机5，其特征在于：整流罩4通过冷板3的外壁环圆滑过渡连接天线罩2；天线本体1安装在冷板3的矩形条状的上隔板302上表面，上隔板302通过对应形状的下隔板303构成顺航向的条状夹层，条状夹层将冷板3的分叉进气直出型散热功能区封装在所述条状夹层中；在飞机停在地面时，启动风机5给风冷散热冷板3散热，空气流从进气口304和排气口305进入，逐步流经风道307、通过前散热区308、后散热区309、风道分风区310最后从风机舱排气口306排出，将热导走；飞机在空中飞行时，风机5关闭，高速飞行气流从航向斜前端的进气口304进入，逐步流经风道307、前散热区308、风道分310、后散热区309，最后从排气口305排出，利用高速飞行气流将热导走。本发明相比于现有技术具有如下有益效果：兼顾地面和飞行两种工作模式。本发明在风冷散热冷板3中设有独立的散热功能区，兼顾了地面和飞行两种工作模式。在飞机停在地面时，可以启动风机5给风冷散热冷板3散热，空气流同时从进气口304和排气口305进入，逐步流经风道307、前散热区308后散热区309、风道分风区310、风机舱进气口312、风机舱311，最后从风机舱排气口306排出，将热导走。飞机在空中飞行时，关闭风机，高速飞行气流从前进气口304进入，逐步流经风道307、前散热区308、风道分风区310、后散热区309，最后从排气口305排出，利用高速飞行气流将热导走。提高了天线的可靠性。本发明将散热功能区封装在风冷散热冷板3的条状夹层中；天线产生的热传导给微通道风冷散热冷板，利用风吹过散热功能区将热带走，天线没有暴露在外界空气中，不直接面对外界恶劣的自然环境，提高了天线的可靠性。提高风机的可靠性。风机5在高空恶劣环境中不工作，同时风机舱进气口312和风机舱排气口306为指向性的栅格窗，防止高速飞行气流进入风机舱311，损伤风机5。热传导率高。本发明将发热的天线本体1顺航向安装在上隔板302上表面，热源直接贴合在风冷散热冷板上，热传导率较高，可以使天线本体1热量高效地分散传递到风冷散热冷板上，取得了良好的散热效果。附图说明图1是本发明风冷散热机载天线实施例侧向剖视图。图2是图1去除蒙皮后的构造示意图。图3是图2的垂向剖视图。图中：1-天线本体，2-天线罩，3-风冷散热冷板，4-整流罩，5-风机，301-外壁环，302-上隔板，303-下隔板，304-进气口，305-排气口，306-风机舱排气口，307-风道，308-前散热区，309-后散热区，310-风道分风区，311-风机舱，312-风机舱进气口。具体实施方式参阅图1-图3。在以下描述的实施例中，一种风冷散热机载天线，包括：天线罩2、整流罩4和飞机蒙皮一起围成的覆盖天线本体1封闭空间，对称分布在冷板3两侧的风机5，其中：整流罩4通过冷板3的外壁环圆滑过渡连接天线罩2；天线本体1安装在冷板3的矩形条状的上隔板302上表面，上隔板302通过对应形状的下隔板303构成顺航向的条状夹层，条状夹层将冷板3的分叉进气直出型散热功能区封装在所述条状夹层中；在飞机停在地面时，启动风机5给风冷散热冷板3散热，空气流从进气口304和排气口305进入，逐步流经风道307、通过前散热区308、后散热区309、风道分风区310最后从风机舱排气口306排出，将热导走；飞机在空中飞行时，风机5关闭，高速飞行气流从航向斜前端的进气口304进入，逐步流经风道307、前散热区308、风道分310、后散热区309，最后从排气口305排出，利用高速飞行气流将热导走。进气口304位于风冷散热冷板3航向斜前端。排气口305位于风冷散热冷板3航向后端。前散热区308和后散热区309具有与航向平行的散热翅片。风道307为V型结构形式。进气口304、风道307、排气口305、前散热区308、风道分风区310、和后散热区309形成一个与航向平行的通风路径。风机舱排气口306、风道分风区310、风机舱311和风机舱进气口312位于风冷散热冷板中端。风道分风区310和对称分布在风道分风区310两边的风机舱311、风机舱排气口306、风机舱进气口312，形成与航向垂直的通风路径；风机5安装于风机舱311内；风机舱进气口312用以连接风道分风区310和风机舱311；风机舱进气口312和风机舱排气口306为指向性的栅格窗。散热功能区以风道分风区310为中心分为具有与航向平行的散热翅片的前散热区308、后散热区309，形成一个与航向平行的通风路径，将两个风机5十字交叉分布在风道分风区310两端。风机舱排气口306、风道分风区310和风机舱311的进气口18位于风冷散热冷板3中端。在航向的方向前后位置布置前散热区308和后散热区309具有与航向平行的散热翅片。优选的，前散热区308和后散热区309为阵列的散热翅片。散热功能区关于风冷散热冷板3中轴面对称。散热功能区包括：位于风冷散热冷板3航向斜前端的进气口304，位于航向尾端的排气口305，排气口305位于风冷散热冷板3航向后端。风道分风区310和对称分布在风道分风区310两边的风机舱311、风机舱排气口306、风机舱进气口312，形成与航向垂直的通风路径。风机5安装于风机舱311内，并且风机舱进气口312连接风道分风区310和风机舱311。风机舱311的进气口18和排气口11为指向性的栅格窗。优选的，风机舱进气口312和风机舱排气口306为斜向后的阵列矩形孔。参阅图1-图3。进气口304位于风冷散热冷板航向斜前端，防止飞行时航向正前方有异物直接进入散热功能区。优选的，进气口304为阵列圆孔，排气口305位于风冷散热冷板3后端。优选的，风道307为V型结构形式，将斜向进入的飞行高速气流导成航向平行方向。以上所述为本发明较佳实施例，应该注意的是上述实施例对本发明进行说明，然而本发明并不局限于此，并且本领域技术人员在脱离所附权利要求的范围情况下可设计出替换实施例。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种风冷散热机载天线，包括：天线罩2、整流罩4和飞机蒙皮一起围成的覆盖天线本体1的封闭空间，以及对称分布在冷板3两侧的风机5，其特征在于：整流罩4通过冷板3的外壁环301圆滑过渡连接天线罩2，天线本体1安装在冷板3的矩形条状的上隔板302上表面，上隔板302通过对应形状的下隔板303构成顺航向的条状夹层，条状夹层将冷板3的分叉进气直出型散热功能区封装在所述条状夹层中；在飞机停在地面时，启动风机5给风冷散热冷板3散热，空气流从进气口304和排气口305进入，逐步流经风道307、通过前散热区308、后散热区309、风道分风区310、最后从风机舱排气口306排出，将热导走；飞机在空中飞行时，风机5关闭，高速飞行气流从航向斜前端的进气口304进入，逐步流经风道307、前散热区308、风道分风区310、后散热区309，最后从排气口305排出，利用高速飞行气流将热导走。2.如权利要求1所述的风冷散热机载天线，其特征在于：所述散热功能区包括进气口304、排气口305、风机舱排气口306、风道307、前散热区308、后散热区309、分风区310、风机舱311和风机舱进气口312，并且散热功能区关于风冷散热冷板3中轴面对称。3.如权利要求1所述的风冷散热机载天线，其特征在于：散热功能区以风道分风区310为中心，分为具有与航向平行的散热翅片的前散热区308、后散热区309，形成一个与航向平行的通风路径，将两个风机5十字交叉分布在风道分风区310两端。4.如权利要求1所述的风冷散热机载天线，其特征在于：在航向的方向前后位置布置的前散热区308和后散热区309具有与航向平行的散热翅片。5.如权利要求1所述的风冷散热机载天线，其特征在于：前散热区308和后散热区309为阵列的散热翅片。6.如权利要求1所述的风冷散热机载天线，其特征在于：位于风冷散热冷板3航向斜前端的进气口304，位于航向尾端的排气口305。7.如权利要求1所述的风冷散热机载天线，其特征在于：风道分风区310和对称分布在风道分风区310两边的风机舱311、风机舱排气口306、风机舱进气口312，形成与航向垂直的通风路径。8.如权利要求1所述的风冷散热机载天线，其特征在于：风机5安装于风机舱311内，并且风机舱进气口312连接风道分风区310和风机舱311。9.如权利要求1所述的风冷散热机载天线，其特征在于：风机舱进气口312和风机舱排气口306为指向性的栅格窗。10.如权利要求1所述的风冷散热机载天线，其特征在于：风道307为V型结构形式，将斜向进入的飞行高速气流导成航向平行方。

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