[发明专利]一种双面液冷散热的多通道综合组件

说明书

本发明提供了一种具备高效双面液冷散热能力的多通道综合组件，属于雷达组件散热技术。该综合组件采用“三明治式”结构布局，将两侧四通道T/R组件与中部的液冷板集成到一起。该液冷板在壳体中设有S型水道，在S型水道上对应功放芯片的位置设有导热扰流柱。导热绕流柱设置密度由进水口至出水口逐渐增加，在距离进液口不同液路长度的芯片位置，导热扰流柱数量根据计算与仿真分析进行合理优化，近端绕流柱数量较少，远端数量较多。导热扰流柱通过扰流作用可以改善局部冷却液流速，同时增加局部固液换热面积，提升散热效率。本发明可有效提升T/R组件散热性能，并将不同通道间的功放芯片温差控制在较小范围内，提升组件相位一致性。

技术领域

本发明属于雷达组件散热技术领域，具体为一种双面液冷散热的多通道综合组件。

背景技术

随着现代雷达技术的大功率、高热耗的发展需求，液冷散热在相控阵雷达T/R组件冷却中得到越来越多的使用，成为大功率相控阵雷达天线阵面的重要组成部分，T/R组件的散热能力和不同通道功放芯片间的均温控制要求越来越严格。对于小体积、大功率的TR组件来说，由于外形尺寸小，散热空间局促，热流密度大，目前常规的深孔钻或简单流道液冷板已越来越难以满足组件散热需要，而且常因冷却液泄露造成电连接器故障，或因冷却液泄露或因供液温度过低带来设备凝露引发故障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具备高效双面液冷散热能力的多通道综合组件。

为实现上述目的，本发明提供了一种多通道综合组件，包括液冷板、四通道T/R组件以及安装螺钉。该多通道综合组件采用三明治式结构布局，中间为液冷板，两侧各贴合安装2个四通道T/R组件，底部为射频输入和供液接口，顶部为供电、信号和射频输出接口。

该综合组件的液冷板，包括液冷板壳体、盲插水接头和安装附件，在所述液冷板壳体中设有S型水道，在液冷板壳体侧面设有S型水道的进水口和出水口；在S型水道上对应功放芯片的位置设置导热扰流柱。导热扰流柱通过扰流作用可以改善局部的冷却液流速，同时增加局部固液换热面积，提升散热效率。

为了进一步提升冷却效果，所述导热绕流柱可以采用叉状排列方式，截面为圆形，间距为1.25～1.5d，其中d为绕流柱直径，在外部提供35℃，1L/min的65号航空防冻液循环供液条件下，实现双面16通道600W级别散热能力。

在雷达工作时，T/R组件各通道功放芯片的温差会导致不同通道间相位参数有差异，这种差异过大会导致雷达工作的精度下降，为了解决这个问题，本发明将所述导热绕流柱设置密度进行调整，由S型水道的进水口至出水口逐渐增加，设置密度为S₂＝(1.1～2.5)S₁，其中S₂为下一位置所有导热绕流柱截面积之和；S₁为上一位置所有导热绕流柱截面积之和。本发明将距离进液口不同距离的芯片导热扰流柱数量根据计算和仿真分析进行合理优化，通过渐变数量设计避免近端液体温升过大造成远端芯片温度过高的问题，在外部提供35℃，1L/min的65号航空防冻液循环供液条件下，将16个通道间的温差控制在±2℃的范围内，提升通道间的相位一致性。

为了防止安装错误，在所述液冷板上下两侧分别设有与安装框架的导向槽相配合的宽导向条和窄导向条，分别与安装框架的不同宽度的导向槽配合，模块方向、位置不正确无法插入安装框架，减少了由于错插导致的连接器损坏问题。

为了增加安装便利性，在所述液冷板的进水口和出水口处安装盲插水接头。采用小体积盲插水接头，插拔方便，无需拆装水管、拧接头，具备自密封功能，防漏性能好，并具备一定的径向安装浮动量，可靠性高，能实现液路的快速连接与分离。

进一步的，所述液冷板与四通道T/R组件采用水电分离式设计，在液冷板底面开设连通进水口和出水口的导流槽，并加装防水密封绳，与安装框架的配合面形成局部防渗漏区域。组件竖向安装，盲插水接头故障失效时泄露的冷却液沿导流槽泄流，不会从密封绳处漏出对两侧四通道组件的射频连接器造成影响。