将机身外部与天线阵列热绝缘的热电冷却组件和方法与流程

本公开涉及热绝缘体和热冷却组件领域。更具体地，本公开涉及防止热对邻近飞行器天线阵列的结构部件的不利影响的领域。

背景技术：

1、随着相控阵连接天线阵列在与例如卫星等建立或维护通信(例如，互联网通信、手机通信等)方面的使用日益普及，此类天线阵列在使用中产生的热量和高温导致了操作复杂性。由于天线阵列可以安装在飞行器机身外部，因此人们担心从天线阵列到邻近的飞行器机身外部的过度热传递的影响。轻质材料(包括例如复合材料和/或可以在材料密度和强度重量比方面提供益处的其他结构材料合金)若暴露于不需要的过量热，则随着时间的推移，此类材料可能会劣化或以其他方式使其结构完整性受损。

2、除非明确地如此标识，否则本文中的陈述不能仅由于其被包括在技术领域和/或背景技术部分中而被承认为现有技术。

技术实现思路

1、根据本发明的方面，公开了一种用于天线阵列的热电冷却组件，其中该热电冷却组件包括陶瓷屏蔽层，其中该陶瓷屏蔽层包括陶瓷屏蔽层第一侧面和陶瓷屏蔽层第二侧面。所述热电冷却组件还包括热电发电机，其中所述热电发电机包括热电发电机第一侧面和热电发电机第二侧面。所述热电冷却组件还包括空气通道，其中所述空气通道包括空气通道第一侧面，其中所述空气通道第一侧面靠近所述陶瓷屏蔽层第二侧面定位，其中所述空气通道还包括空气通道第二侧面，其中所述空气通道第二侧面靠近所述热电发电机第一侧面定位。根据本发明的方面，所述空气通道还包括空气通道入口和空气通道出口。所述热电冷却组件还包括至少一个电动鼓风机，其中所述电动鼓风机靠近所述空气通道入口和所述空气通道出口中的至少一者定向，其中所述至少一个电动鼓风机被配置为提供通过所述空气通道的气流，并且其中所述至少一个电动鼓风机与所述热电发电机连通。

2、在另一方面，所述天线阵列还包括天线罩，其中所述天线罩被配置为容纳所述天线阵列和所述热电冷却组件，其中所述天线罩包括与所述空气通道入口连通的天线罩入口，并且其中天线罩还包括与所述空气通道出口连通的天线罩出口。

3、在另一方面，所述天线阵列靠近所述热电发电机第二侧面定位。

4、在其他方面，所述天线阵列包括相控阵连接天线阵列。

5、在另一方面，所述天线阵列还包括至少一个支承电子单元。

6、在另一方面，所述热电冷却组件还包括转接板，其中所述转接板被配置为将所述天线阵列组件固定地附接到飞行器机身外部，其中所述转接板包括转接板第一侧面和转接板第二侧面，其中所述转接板第一侧面靠近所述飞行器机身外部定位，并且所述转接板第二侧面靠近所述陶瓷屏蔽层第一侧面定位。术语“天线阵列”和“天线阵列组件”是在此可互换使用的等效术语，注意，天线阵列组件可以包括与所述天线阵列成一体或集成在所述天线阵列内的电子单元，或者与所述天线阵列通信但不必集成在所述天线阵列内的电子单元，但是这样的电子单元位于天线阵列天线罩内，并且其中这样的电子单元也可以发射一定量的热。

7、在另一方面，当所述热电冷却组件处于可操作状态时，所述天线阵列可达到约-65°f至约450°f的范围内的操作温度。

8、在另一方面，当热电冷却组件处于可操作状态时，当所述天线阵列达到约-65°f至约450°f的范围内的温度时，所述陶瓷屏蔽第一侧面不超过约-65°f至约180°f的范围内的温度。

9、在其他方面，所述热电发电机被配置为将由所述天线阵列产生的一定量的热转换成一定量的电，所述一定量的电足以为至少一个电动鼓风机专门供电。

10、在另一方面，公开了一种包括所述热电冷却组件的物体。

11、在其他方面，所述物体是一种包括所公开的热电冷却组件的飞行器。

12、在其他方面，所述空气通道第一侧面靠近所述陶瓷屏蔽层第二侧面，其中所述空气通道还包括空气通道第二侧面，并且其中所述空气通道第二侧面靠近所述热电发电机第一侧面。

13、在另一方面，所述天线罩还被配置为附接到飞行器机身。

14、在其他方面，所述天线罩邻近飞行器机身外部定位。

15、在其他方面，当热电冷却组件在操作时，在所述天线阵列的温度与所述飞行器机身外部的温度之间建立温度差，所述温度差在约100°f至约300°f的范围内。

16、在另一方面，该空气通道还包括多个突出部，其中所述多个突出部各自包括突出部第一端和突出部第二端，其中该突出部第二端被配置为接触该空气通道第二侧面。

17、在另一方面，所述多个突出部优选地基本上垂直于所述空气通道第二侧面，其中所述多个突出部还被配置为从所述空气通道第二侧面线性地延伸，并且其中多个突出部包括多个翅片、多个销以及多个板中的至少一者。如本文所用，术语“基本上垂直”意指建立约90°的角度。因此，所述多个突出部从所述空气通道第二侧面延伸到空气通道内部中并且朝向空气通道内部延伸，使得在各个突出部与所述空气通道第二侧面的平面之间建立的角度是约90°。

18、根据本发明的其他方面，公开了一种用于将邻近飞行器天线阵列的结构与从所述天线阵列发出的热积聚绝缘的方法，其中该方法包括：将热电冷却组件定位在天线阵列与飞行器机身外部之间，其中该热电冷却组件包括陶瓷屏蔽层，其中该陶瓷屏蔽层包括陶瓷屏蔽层第一侧面，并且其中该陶瓷屏蔽层还包括陶瓷屏蔽层第二侧面。根据本发明的方法，所述热绝缘组件还包括热电发电机，其中所述热电发电机包括热电发电机第一侧面和热电发电机第二侧面，其中所述热电发电机被配置为产生足以为至少一个电动鼓风机供电的一定量的电，其中所述鼓风机与所述热电发电机连通。该热绝缘组件还包括空气通道，该空气通道包括空气通道第一侧面，其中该空气通道第一侧面靠近所述陶瓷屏蔽层第二侧面，其中该空气通道还包括空气通道第二侧面，并且其中该空气通道第二侧面靠近所述热电发电机第一侧面。该方法还包括：将电力从所述热电发电机引导到所述至少一个电动鼓风机，其中所述至少一个电动鼓风机与所述空气通道连通，其中所述至少一个电动鼓风机还与所述热电发电机连通，其中所述至少一个电动鼓风机被配置为接收来自所述热电发电机的电流，并且其中所述至少一个电动鼓风机还被配置为在可操作状态下提供通过所述空气通道的气流。该方法还包括启动通过所述空气通道的气流，其中通过所述空气通道的气流被配置为引起由所述热电发电机感知的温度变化，并且其中所述热电发电机产生一定量的电，其中所产生的所述一定量的电足以为所述至少一个电驱动鼓风机专门供电。

19、在另一方面，该方法还包括提供天线阵列，其中该天线阵列靠近所述热电发电机第二侧面定位。

20、在另一方面，所述天线阵列包括相控阵连接天线阵列。

21、在其他方面，所述天线阵列还包括支承电子单元或多个支承电子单元。

22、在另一方面，所述热绝缘组件被配置为固定地附接到飞行器机身外部，以形成热绝缘组件/飞行器机身外部接口。

23、在其他方面，该方法还包括当处于天线阵列工作状态的所述天线阵列达到约-65°f至约450°f的范围内的温度时，将所述热绝缘组件/飞行器机身外部接口的温度维持在约-65°f至约180°f的范围内的温度。

24、在另一方面，公开了一种用于制造用于飞行器天线阵列组件的热电冷却组件的方法，其中所述方法包括：提供陶瓷屏蔽层，其中所述陶瓷屏蔽层包括陶瓷屏蔽层第一侧面和陶瓷屏蔽层第二侧面；将空气通道邻近所述陶瓷屏蔽层定位，其中所述空气通道沿所述陶瓷屏蔽层的长度纵向设置，其中所述空气通道被配置为与所述陶瓷屏蔽层第二侧面接触；其中所述空气通道包括空气通道第一侧面和空气通道第二侧面，其中所述空气通道第一侧面被配置为邻接所述陶瓷屏蔽层第二侧面，并且其中所述空气通道还包括空气通道入口和空气通道出口。该方法还包括定位热电发电机，其中该热电发电机包括热电发电机第一侧面和热电发电机第二侧面，其中该热电发电机第一侧面被配置为邻接该空气通道第二侧面。该方法还包括定位至少一个电动鼓风机，该电动鼓风机被配置为引导气流通过该空气通道，所述电动鼓风机靠近所述空气通道入口和所述空气通道出口中的至少一者定位，其中所述至少一个电动鼓风机与所述热电发电机连通，其中所述至少一个电动鼓风机被配置为从所述热电发电机接收电流，所述电流足以为所述至少一个电动鼓风机供电，并且其中所述陶瓷屏蔽层、所述空气通道和所述热电发电机按堆叠定向配置以形成所述热电冷却组件。

25、在另一方面，所述空气通道还包括多个突出部，其中所述多个突出部各自包括突出部第一端和突出部第二端，并且其中所述突出部第二端被配置为接触所述空气通道第二侧面。

26、在另一方面，所述多个突出部基本上垂直于所述空气通道第二侧面，其中所述多个突出部还被配置为从所述空气通道第二侧面线性地延伸，并且其中所述多个突出部包括一个或更多个翅片、一个或更多个销、一组或更多组销以及其组合中的至少一者。

27、在其他方面，所述热电冷却组件被配置为附接到转接板，其中所述转接板被配置为附接到飞行器机身外部部分，其中所述转接板包括转接板第一侧面和转接板第二侧面，所述转接板第二侧面靠近所述陶瓷屏蔽层第一侧面定位，并且其中所述转接板包括转接板覆盖区。

28、在另一方面，所述热电冷却组件的尺寸被设计成容纳在天线罩内，并且所述热电冷却组件的尺寸还被设计成将天线阵列容纳在所述天线罩内，其中所述天线阵列靠近5所述热电发电机第二侧面定位在所述天线罩内，其中所述天线罩包括与所述空气通道入口连通的天线罩入口，其中所述天线罩还包括与所述空气通道出口连通的天线罩出口，并且其中所述天线罩包括天线罩覆盖区，其中所述天线罩覆盖区超过所述转接板覆盖区。

29、已经讨论的特征、功能和优点可以在各个方面独立地实现，或者可以在其他方面0组合，参考以下描述和附图可以看到其进一步的细节。