[发明专利]一种具有多个中空锥形散热风道的多层密封机箱

说明书

技术领域

本发明属于机械和电路两个领域，涉及一种具有多个中空锥形散热风道的多层密封机箱。该机箱内安装了某雷达的天线、TR组件、波控、功分器、微波、信处和电源模块。该雷达的工作环境有高低温以及振动、冲击等要求，雷达机箱结构上采用集成散热与多层密封技术，增强了雷达在恶劣环境下的工作能力。

雷达收发机箱内的TR组件热密度较大，波控、信处、微波模块、电源均有较高的散热要求。由于雷达的安装与使用环境相当严苛，需各分系统在密闭的环境下工作，该机箱解决了在安装空间受限、高热密度环境下的雷达各分系统的集成设计与散热难题。

背景技术

雷达收发机箱为雷达各电子模块的结构支撑体，并兼有环境防护的功能。该收发机箱工作环境为开放式的战场环境，除去极端的低温、高温外，对砂尘、湿热、电磁兼容也有较高的环境适应性要求。

该雷达天线为无源多层波导裂缝阵列，鉴于天线口径受限，天线阵列的波导间距小于标准波导管尺寸，相邻的波导只能采用共壁设计。阵列天线共三层，均为中空裂缝阵列，采用3A21防锈软铝钎焊成型，波导同轴转换集成在天线内部，天线对外采用SMA连接器与TR组件对接。TR组件一端靠SMA连接器与天线电信号连接；另一端靠多芯矩形连接器与波控电信号连接，靠SMP与功分器电信号连接。TR组件的效率较低，约为40％左右，并且热耗与局部热密度很大，是机箱内的主要热源(约250W纯发热功率)。微波模块内发热芯片热量以较低的热阻传导到模块安装壁。波控与信处为印制板形式，其上焊接有电源功率芯片和高速运算处理芯片，这些芯片在运算状态下所产生发热量需及时散发出去。电源为封装的壳体模块，热量传导到壳体安装表面。机箱内总的发热功率约为380W左右，机箱内腔尺寸为265×300×108mm，整个机箱的对外电信号输入、输出靠机箱侧壁安装的YB和SMA连接器完成。箱体内部的电缆主要为同轴电缆和多芯电缆，考虑到操作维修，收发机箱内的各分机之间的线缆应便于拆卸，在集成设计时需预留线缆的操作空间。

为了确保雷达有良好的环境适应性，机箱结构采用密封设计，将如此大的热功耗密封在上述腔体内，将热量及时排除是设计的难题。同时雷达收发机箱长期工作在室外，受太阳的辐射而吸收的热量对其内电子设备的影响也应该考虑。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决现有机箱内各分系统的高温散热以及局部高热密度问题，本发明提出一种具有多个中空锥形散热风道的多层密封机箱。

技术方案

由天线罩、后盖板、左右罩板和上下罩板密封在收发机箱最外层，由收发机箱结构预留的外层空腔结构形成第三层密封腔；由左内风道封板、右内风道封板安装在收发机箱结构预留的左、右内风道腔体安装端面形成第一层密封腔体，收发箱体结构自身被后盖板密封后形成安装各分系统的第二层腔体。第一层密封腔体为中空散热风道，通过内风道锥形左翅片与内风道锥形右翅片左右对称布局，在散热翅片的高度和长度方向形成独特的中空锥形风道。收发机箱内各分系统通过导热衬垫贴附在左、右内风道的外表面，将各分系统的热量以较低的热阻传递到左、右内风道的内表面散热翅片上，通过风机强制对流将热量带走。

一种具有多个中空锥形散热风道的多层密封机箱，其特征在于包括前腔体和后腔体；前腔体由天线罩和前腔密封绳密封而成，阵列天线安装在前腔体内，阵列天线的输出端设有浮动连接座，浮动连接座与位于后腔体的TR组件上的浮动连接头相连；后腔体内设有左内风道和右内风道，右内风道由右内风道封板和右内风道导电密封垫封闭而成，内风道锥形左翅片与内风道锥形右翅片左右对称的安装在右内风道内表面上，TR组件、微波模块通过柔性导热衬垫贴附在右内风道外表面上，功分器固定在右内风道封板上；左内风道由左内风道封板和左内风道导电密封垫封闭而成，内风道锥形左翅片与内风道锥形右翅片左右对称的安装在左内风道内表面上，电源模块、波控导热冷板、信处导热冷板贴附在左内风道外表面上，波控和信处通过柔性导热衬垫分别贴附在波控导热冷板和信处导热冷板上，前级放大模块固定在左内风道封板上，在左内风道和右内风道末端分别安装风机；左右罩板和上下罩板安装在收发机箱最外层并与收发机箱形成空腔结构。

所述的内风道锥形左翅片与内风道锥形右翅片在长度方向和高度方向分别线性递增，形成35°与18°的锥形斜面风道。

所述的天线罩工艺成型方法为内外蒙皮、中间蜂窝夹层的方法，内外蒙皮材料为环氧玻璃布，中间夹层为纸蜂窝结构。

有益效果