[发明专利]一种用于有源相控阵雷达天线阵面的液冷冷板

说明书

本发明提供了一种用于有源相控阵雷达天线阵面的液冷冷板，在冷板基板上沿中心线设有一个条状凸台，凸台两端各自分别设有冷板入口与冷板出口，冷却液通过冷板入口流入凸台内部的通道，再进入基板内部的内部流道，对位于冷板基板上的有源数字子阵进行散热。本发明克服了传统冷板流道沿程阻力大、散热能力低、不同位置散热能力差异较大、存在热级联效应等缺点，冷板均温性得以提高，增加湍流度，冷板换热效率得以提高，冷板流道加工工艺容易实现，可以批量生产，有助于优化冷板内部流道内冷却液的流动状况，提升冷板温度一致性，实现了结构和散热功能一体化。

技术领域

本发明涉及舰载电子设备的热管理和结构设计技术领域，具体为一种液冷冷板。

背景技术

随着电子技术的飞速发展以及军用装备需求的不断提高，有源相控阵雷达天线阵面内设备性能的持续增强导致器件热流密度和设备总热耗散功率不断增大，对其散热能力提出了更高要求。而且，有源相控阵雷达要求天线阵面上数量众多的T/R组件工作时处于基本一致的温度范围内以提高各T/R组件的发射增益、接收增益和相位控制精度。由此可见，高效、可靠的散热方式对保证雷达系统性能的提高和稳定工作是十分重要的，对于大型相控阵雷达而言，由于功耗的不断增高，传统的风冷散热已经很难解决散热问题，热控设计的技术难度日益增大。

针对高热流密度T/R组件，目前一般采用液冷散热方案，即：将包括T/R组件及其供电电源的有源数字子阵安装在液冷冷板上，通过冷板内部流动的冷却介质与有源数字子阵换热将热量带走。冷板在热控系统中直接承担着热源与热沉之间的热量传递、交换作用，冷板设计的优劣直接决定着系统散热效率、器件最高温度和阵面温度一致性等指标，因此，冷板的设计是强化传热的关键。

常规设计的冷板一般采用蛇形流道方案或传统并联流道方案，存在沿程阻力大、散热能力低、不同位置散热能力差异较大等缺点；此外，这样设计的流道往往未考虑多个热源之间的热级联问题，这种热级联一方面会导致散热效率的下降，另一方面也会导致不同数字子阵之间温度的不平衡，影响天线阵面性能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于有源相控阵雷达天线阵面的液冷冷板，面向有源相控阵雷达天线阵面热控的具体应用需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于有源相控阵雷达天线阵面的液冷冷板，包括：冷板基板，冷板入口和冷板出口，在冷板基板上沿中心线设有一个条状凸台，凸台两端各自分别设有冷板入口与冷板出口，冷却液通过冷板入口流入凸台内部的通道，再进入基板内部的内部流道，对位于冷板基板上的有源数字子阵进行散热。

所述冷板基板沿长度和宽度方向最大尺寸分别为1170mm和920mm，冷板基板厚度为10mm，冷板基板上凸台的厚度为15mm，冷板基板和凸台的材料采用耐冷却液(乙二醇)腐蚀的6061铝合金。

所述冷板入口与冷板出口直径相同，并且冷板入口与冷板出口直径与外接快装水接头的等效流体通径匹配，通过快装水接头与外部冷源的进(回)液管路连接，用于流入或流出冷却液。

所述的冷板入口与冷板出口设有两组，且每组冷板入口与冷板出口关于冷板基板的中心呈中心对称布置，从结构上保证了使用过程中对称象限子阵的均温性。

所述液冷冷板的液体输送段位于液冷冷板中心线的凸台内，液体输送段的一端为冷板入口，另外一端为冷板基板的内部流道，液体输送段包括对称的左输送段和右输送段两部分，且液体输送段分为上下两层通道，上层通道截面尺寸为10mm×12mm，下层通道截面尺寸为10mm×5mm。

所述液体输送段内部的上下两层通道之间设有过流孔，过流孔沿两层输送段之间的隔板均布，每个过流孔至少连接一条液冷冷板的内部流道支路，过流孔的直径为9mm。