一种防护性闭环控制大功率散热结构的制作方法

本实用新型属于雷达散热技术领域，具体涉及一种防护性闭环控制大功率散热结构。

背景技术：

tr组件是雷达设备的收发组件，是雷达设备中的主要热源。很多雷达设备结构尺寸紧凑，如相控阵雷达因天线阵元间距局限，紧凑空间内热量易集中饱和，难以散耗。尤其对单通道发射功率极大的相控阵雷达而言，小空间内的大功率散热设计极困难。

在高温环境、强太阳辐射条件下，大功率散热常采用液冷散热，但液冷内外机放置极占空间，同时成本很高。液冷散热在低温条件下需要辅热且不能断电，若液体冷冻结冰则可能胀破液冷管道，造成永久性损伤。而常规穿透性风冷设计会破坏雷达设备的自身防尘防水等级，或增加连接器转接互联复杂程度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种防护性闭环控制大功率散热结构，以解决雷达设备小尺寸空间内的密集集中大功率散热问题。

为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种防护性闭环控制大功率散热结构，包括雷达主机腔体和多个热源，多个热源在雷达主机腔体内呈间隔阵列分布；其特征在于，相邻两热源之间、以及位于阵列最外两侧的两热源的外部均设置有独立翅片风道；独立翅片风道的两端分别为进风口和出风口，独立翅片风道的内部具有从进风口向出风口延伸的翅片，翅片为间隔分布的多个；独立翅片风道一相对的两外侧壁均嵌设有热管，热管嵌入独立翅片风道外侧壁后的外露面与独立翅片风道的外侧壁齐平，热管的所述外露面和独立翅片风道的外侧壁均与相邻的热源相接触；雷达主机腔体的两端为分别与进风口和出风口相对应的进风端和出风端，进风端设置有进气风扇和与进气风扇对应的进气导流板，出风端设置有出气风扇和与出气风扇对应的出气导流板。

作为进一步可选方案，所述进气导流板与独立翅片风道之间、出气导流板与独立翅片风道之间均设置有防水端盖，防水端盖上开设有与各独立翅片风道相对应的风道口；独立翅片风道的两端面、以及雷达主机腔体的两端面均开有防水槽，二者的防水槽内均嵌入有端面防水胶条，防水端盖同时抵压二者防水槽内的所述端面防水胶条、并与雷达主机腔体螺钉连接。

作为进一步可选方案，所述热源与热管及独立翅片风道的接触面之间涂抹有高导热硅脂。

作为进一步可选方案，所述进风口和出风口均为内小外大的扩口状。

作为进一步可选方案，所述雷达主机腔体的上端通过螺钉连接有腔体盖板，雷达主机腔体与腔体盖板之间设置有腔体防水胶条。

作为进一步可选方案，所述进气风扇和出气风扇均为防尘防水高压轴流风扇。

作为进一步可选方案，所述雷达主机腔体设置有防水透气阀。

作为进一步可选方案，所述雷达主机腔体的进风端设有位于进气风扇外的挡尘罩，挡尘罩与雷达主机腔体螺钉连接。

作为进一步可选方案，所述雷达主机腔体内还设置有控制系统、温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器分别与控制系统的输入端电连接，进气风扇和出气风扇分别与控制系统的输出端电连接。

本实用新型的有益效果是：

1、采用强制风冷散热，简化冷却设备，降低了成本，同时放宽了冷却系统在低温环境下的普遍适用性；设计采用一体化分布式独立风道，利用天线阵元间的有限间距进行阵列排布，针对性对独立单元进行独立散热，避免热量集中及相互影响，实现快速均温及快速散耗；

2、对密集集中的高热热源进行分布式单独散热，结构简化，提升了散热的效率及组件轻量化；具备高散热效率，良好散热性能能够延长热源元器件的使用寿命，提高整机系统的可靠性；

3、对风束流动路径及结构件间接触位置均进行防护设计，保证系统的防尘防水性能；

4、设计不增加连接器互联转接层级，简化模块间互联，风道密闭独立，不破坏整体防尘防水等级；

5、可结合传感器及控制系统进行闭环监测控制，对热量及水分信息实时监测，实时分析处理后对系统进行有效的调节和保护，提升了系统的安全性、智能化及散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的防护性闭环控制大功率散热结构的爆炸图；

图2是本实用新型实施例提供的防护性闭环控制大功率散热结构中，热源与独立翅片风道阵列的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的防护性闭环控制大功率散热结构中独立翅片风道的结构示意图；

图4是图3所示独立翅片风道的侧视图；

附图标记：1-出气风扇；2-出气导流板；3-防水端盖；4-风道口；5-端面防水胶条；6-腔体防水胶条；7-热源；8-热管；9-翅片；10-独立翅片风道；11-腔体盖板；12-防水透气阀；13-控制系统；14-雷达主机腔体；15-进气风扇；16-进气导流板；17-挡尘罩。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

图1至图4示出了本实用新型提供的防护性闭环控制大功率散热结构，包括雷达主机腔体14和多个热源7，多个热源7在雷达主机腔体14内呈间隔阵列分布；相邻两热源7之间、以及位于阵列最外两侧的两热源7的外部均设置有独立翅片风道10；独立翅片风道10的两端分别为进风口和出风口，独立翅片风道10的内部具有从进风口向出风口延伸的翅片9，翅片9为间隔分布的多个；独立翅片风道10一相对的两外侧壁均嵌设有热管8，热管8嵌入独立翅片风道10外侧壁后的外露面与独立翅片风道10的外侧壁齐平，热管8的所述外露面和独立翅片风道10的外侧壁均与相邻的热源7相接触；雷达主机腔体14的两端为分别与进风口和出风口相对应的进风端和出风端，进风端设置有进气风扇15和与进气风扇15对应的进气导流板16，出风端设置有出气风扇1和与出气风扇1对应的出气导流板2。

雷达设备中的热源为t/r模块，t/r模块广泛用于各种相控阵雷达，每一个t/r模块都构成一个独立的收发单元，通过改变内部电流的相位，进而改变其发射的电磁波参数。

本结构能适用于防护性设备紧凑空间内的大功率热源的热量散耗，如相控阵雷达砖式t/r模块跟随阵元阵列排布情况。砖式t/r模块的热面在侧壁大面，热管8与独立翅片风道10焊接一体化，接触t/r模块的热面，实现热量的快速传导及均温。独立翅片风道10两侧均嵌热管8，将热源交叉分布两侧，避免热源堆积导致相互影响及两侧热量分布不均。

空气由进气风扇15，进气导流板16，而后流经独立翅片风道10及翅片9，带走风道热容中储存的热量，由出气风扇1经出气导流板2抽出风道内的换热气流，从而使雷达系统热量集中部分的温度趋于稳态。而且雷达设备中与t/r模块互联的模块可排布固定在独立翅片风道10上方，互联连接器可直插或就近连接，无须增加转接层级，行程短、损耗少、装配简洁。

热管8嵌入独立翅片风道10外侧壁并焊接一体，从而尽可能减小接触热阻，以提升散热效率。热源7与热管8及独立翅片风道10的接触面之间涂抹有高导热硅脂，填充接触面间隙，以降低热面导出接触热阻。

进气导流板16与独立翅片风道10之间、出气导流板2与独立翅片风道10之间均设置有防水端盖3，防水端盖3上开设有与各独立翅片风道10相对应的风道口4；独立翅片风道10的两端面、以及雷达主机腔体14的两端面均开有防水槽，二者的防水槽内均嵌入有端面防水胶条5，防水端盖3同时抵压二者防水槽内的所述端面防水胶条5、并与雷达主机腔体14螺钉连接。

即在气体流入流出路径的各零件之间设置防水结构，以提升防护可靠性。每条独立翅片风道10的两端面开防水槽嵌入端面防水胶条5，利用防水端盖3的螺钉锁紧力带动防水端盖3线或面接触挤压胶条变形，从而填满防水槽间隙，从而阻绝随风束气体带入的水分或灰尘。风扇位置的雷达主机腔体14的防水槽也同样嵌入端面防水胶条5，也利用防水端盖3的螺钉锁紧力带动防水端盖3接触挤压胶条变形填充槽内间隙，从而阻断外界环境水分及灰尘从缝隙及连接处侵入。

雷达主机腔体14的上端通过螺钉连接有腔体盖板11，雷达主机腔体14与腔体盖板11之间设置有腔体防水胶条6。具体可在雷达主机腔体14的上端面安装腔体防水胶条6，依靠腔体盖板11的螺钉锁紧力带动腔体盖板11与腔体防水胶条6线或面接触完成腔体密封，隔绝环境水分灰尘或雨水冲刷导致的整机进水。

进风口和出风口均为内小外大的扩口状。独立翅片风道10内部排布密集翅片以增大散热面积，进风口及出风口的扩口状设置，即形成引导斜面，以利于空气灌入及流出。独立翅片风道10的截面为矩形，矩形的长边即对应独立翅片风道10的宽面，短边即对应独立翅片风道10的窄面，热管8设置在其宽面上，导热接触面积大，窄面处的独立翅片风道10的壁厚大于宽面处的独立翅片风道10的壁厚，这样的适当加厚以便于增加安装位及提高风道热容。

雷达主机腔体14的进风端设有位于进气风扇15外的挡尘罩17，挡尘罩17与雷达主机腔体14螺钉连接，降低风阻同时易于疏导水流，避免沙尘堆积堵塞风路。在雷达主机腔体14设置有防水透气阀12，将整机腔体内部与外界气体联通，避免交变温差引起的内部凝露。整机防护等级可≥ip67。

进气风扇15和出气风扇1均为防尘防水高压轴流风扇，保证风扇自身在苛刻环境下的正常工作。

雷达主机腔体14内还设置有控制系统13、温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器分别与控制系统13的输入端电连接，进气风扇15和出气风扇1分别与控制系统13的输出端电连接。

可多点位分布温度传感器以随时监测主要热源及散热部件的温度情况，温度传感器将温度信息反馈给控制系统13，控制系统13分析发出程序指令调节控制各风扇的工作状态，从而使系统跟随环境智能调整及快速到达稳态。湿度传感器将雷达主机腔体14内部湿度水分情况反馈给控制系统13，控制系统13分析后根据情况作出预判预警或断电保护，控制风扇等各部分的电流通断状态，避免短路损毁设备。控制系统13可通信连接服务器，服务器通信连接显示器，以便于随时掌握系统的状态。

经过仿真验证模拟，分析模型腔体尺寸约l500×w400×h130，t/r模块阵列间距22mm，t/r模块高度75mm，t/r模块发热纯热量1500w，环境温度55℃。可见样例为紧凑空间内的高热量密集集中散热。选用8038高压轴流风扇。系统达到稳态后，最低温升约7℃，最大温升约16℃，系统均温性较好，换热系数较优。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。