[发明专利]一种液冷相控阵天线及其冷却方法

权利要求书

1.一种液冷相控阵天线，其特征在于，包括：天线盘(2)、TR组件(3)、射频同轴连接器(4)和液冷系统；所述液冷系统包括依次连接的液冷源、进液管路、液冷板(1)和回液管路；所述液冷源用于提供冷却换热所需的冷却液；所述进液管路用于向液冷板(1)中注入冷却液；所述回液管路用于回收液冷板(1)中换热后的冷却液；所述液冷板(1)上设有用于安装射频同轴连接器(4)的第一射频通道(103)；所述液冷板(1)中的冷却液能够对相控阵天线进行冷却散热；

所述第一射频通道(103)设有多个，且所述第一射频通道(103)在液冷板(1)上阵列分布；

液冷板(1)的主体为具有内部空腔的金属基板，液冷板的内部空腔用于流通冷却液；所述内部空腔包括：分水腔(104)、并行流道(106)和汇水腔(107)；所述并行流道(106)为多个并列排布的线形流道；所述分水腔(104)和汇水腔(107)设置在并行流道(106)的两侧，且分水腔(104)和汇水腔(107)通过并行流道(106)连通；

液冷板(1)的两端设有进液口(101)和出液口(102)，进液口(101)和出液口(102)与内部空腔连通，用于实现冷却液的流入和流出；分水腔(104)一端与进液口(101)连通，另一端与并行流道(106)连通；汇水腔(107)一端与并行流道(106)连通，另一端与出液口(102)连通；

每间隔两排第一射频通道(103)间有一组并行流道(106)；

连接分水腔(104)和汇水腔(107)的并行流道(106)分为两层流道：下层并行流道(106-1)和上层并行流道(106-2)；

分水腔(104)和汇水腔(107)内加工有贯穿腔体、且无序排布的扰流器(105)；所述扰流器(105)为连通腔体上表面和下表面的柱状结构；

所述液冷系统包括：液冷板(1)、进液管路、回液管路、进液监测器、回液监测器、液冷源和智能微控制器；

进液管路上设有进液监测器，监测流入液冷板(1)内冷却液的温度、流量和压力；回液管路上设有回液检测器，监测流出液冷板(1)冷却液的温度和压力；

液冷源内部包括：变频循环泵和电子膨胀阀，所述变频循环泵提供冷却液循环的动力，所述电子膨胀阀能够根据智能微控制器的指令调节进液管路的进液流量。

2.根据权利要求1所述的液冷相控阵天线，其特征在于，所述液冷系统还包括：控制器；所述控制器用于控制所述液冷系统的工作状态。

3.根据权利要求2所述的液冷相控阵天线，其特征在于，所述第一射频通道(103)贯穿所述液冷板(1)的金属基体。

4.根据权利要求3所述的液冷相控阵天线，其特征在于，所述天线盘(2)上设有多个阵列分布的天线辐射单元；所述天线辐射单元上设有第二射频通道；所述TR组件(3)上设有第三射频通道(306)；所述射频同轴连接器(4)的两端通过第二射频通道和第三射频通道(306)与所述天线辐射单元和所述TR组件(3)实现信号连接。

5.根据权利要求4所述的液冷相控阵天线，其特征在于，所述天线盘(2)与所述液冷板(1)的金属基体固定连接。

6.根据权利要求4所述的液冷相控阵天线，其特征在于，所述TR组件(3)有多个，且多个TR组件(3)并列排布。

7.根据权利要求6所述的液冷相控阵天线，其特征在于，所述TR组件(3)的外部套设支撑结构(7)。

8.根据权利要求7所述的液冷相控阵天线，其特征在于，所述支撑结构(7)与TR组件(3)之间通过螺钉连接；且所述支撑结构(7)与所述液冷板(1)的金属基体固定连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的液冷相控阵天线的冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将液冷系统的冷却液流入液冷板(1)；

步骤S2：通过冷却液流经液冷板(1)，对液冷板(1)上的相控阵天线进行冷却换热；换热过程为：液冷板(1)中的冷却液与金属基体进行热交换；金属基体与天线盘(2)、TR组件(3)和射频同轴连接器(4)进行热交换；射频同轴连接器(4 )与天线辐射单元和TR组件(3)进行热交换，完成对相控阵天线的冷却；

步骤S3：冷却液通过回液管路流回液冷源，并重复步骤S1和S2。