[发明专利]一种液冷系统及其液冷方法

说明书

本发明涉及一种液冷系统及其液冷方法，属于相控阵天线技术领域，解决了现有技术相控阵天线的天线阵面的热流密度很大，导致天线阵面温度升高影响天线性能的问题。本发明的液冷系统包括：智能微控制器、液冷源、进液管路、回液管路和液冷板；智能微控制器用于控制液冷系统的工作状态；液冷源用于提供冷却换热所需的冷却液；进液管路用于向液冷板中注入冷却液；回液管路用于回收液冷板中换热后的冷却液；液冷板与相控阵天线接触，实现了对相控阵天线的冷却散热。

技术领域

本发明涉及相控阵天线技术领域，尤其涉及一种液冷系统及其液冷方法。

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，一个天线阵面上分布着成百上千个T/R组件。飞行器环境下，它们排列紧凑，散热空间小，系统集成耦合度高，这使得天线阵面的热流密度很大，若这些热量不能及时从天线阵面带走，会导致天线阵面温度升高，引起T/R组件性能下降甚至失效，从而影响天线电性能，导致雷达性能恶化。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，并最终影响有源相控阵雷达的探测、跟踪等性能。

液冷板技术即利用液冷装置腔体内的液体与腔体间进行强制对流换热，用持续不断的供液耗散热源的发热，从而对发热器件进行散热。液体冷却工质的传热系数是空气传热系数的20倍以上，因此强迫液冷通常用于大热流密度的情况下。强迫液冷的优点是散热性能较为均匀，散热效率高。

飞行器雷达空间异形且狭小、相控阵天线阵元间距必须符合半波长设计等约束，而共口径双频双极化天线在空间体积严重受限的情况下要求收发通道数翻2～4倍，引起空间排布设计、高集成度密集连接、大功率热耗问题等难度急剧上升。需要在直径230mm的天线内排布近千个射频连接器，且相控阵天线总发热功率可以达到3000W以上，相控阵天线的结构设计需同时满足结构强度、刚度、散热、连接可靠度、维修性等要求。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种液冷系统及其液冷方法，用以解决现有相控阵天线的天线阵面的热流密度很大，若这些热量不能及时从天线阵面带走，会导致天线阵面温度升高，引起T/R组件性能下降甚至失效，从而影响天线电性能的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种液冷系统，包括：智能微控制器、液冷源、进液管路、回液管路和液冷板；智能微控制器用于控制液冷系统的工作状态；液冷源用于提供冷却换热所需的冷却液；进液管路用于向液冷板中注入冷却液；回液管路用于回收液冷板中换热后的冷却液；液冷板与相控阵天线接触，用于对相控阵天线进行冷却散热。

进一步地，液冷源包括：用于储存冷却液的储存箱、用于提供冷却液循环动力的变频循环泵和能够调节进液管路的进液流量的电子膨胀阀。

进一步地，进液管路上安装进液监测器，回液管路上安装回液监测器。

进一步地，进液监测器用于监测进液管路中液体的压力、温度和流量；回液监测器用于监测回液管路中液体的压力、温度和流量。

进一步地，液冷系统还包括：进出液接头和转接头；进出液接头有两个，分别为第一进出液接头和第二进出液接头；转接头有两个，分别为第一转接头和第二转接头。相控阵天线上安装温度传感器，用于监测天线的温度。

进一步地，进液管路包括：第一液冷管、第一进出液接头、第一转接头；回液管路包括：第二液冷管、第二进出液接头、第二转接头。

进一步地，第一液冷管连接液冷源和第一进出液接头；第一转接头连接第一进出液接头和液冷板的进液口；第二转接头连接液冷板的出液口和第二进出液接头；第二液冷管连接第二进出液接头和液冷源。

进一步地，第一进出液接头和第二进出液接头结构相同，包括：进液接头和出液接头；进液接头和出液接头通过插接连通。