一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，包括殼體和散熱板，散熱板上方為工作室，下方為散熱室，工作室內(nèi)有擋板，擋板接觸Ku波段固態(tài)功放模塊，擋板貫穿散熱板至散熱室底部，散熱室內(nèi)部有噴淋板，噴淋板上有噴水頭，噴水頭的噴嘴豎直向上，噴水頭內(nèi)部的水管連接有設置在噴淋板內(nèi)部的主水管，主水管貫穿散熱室側面連接有進水管，進水管連接有微型水泵，微型水泵通過水管連接有冷卻器，進水管下方設置有出水管，出水管連通散熱室和冷卻器。本實用新型通過水冷的方式固態(tài)功率放大器內(nèi)的Ku波段固態(tài)功放模塊進行高效降溫，使得Ku波段固態(tài)功放模塊的工作效率得到提高，提升了固態(tài)功率放大器的改進空間。
【專利說明】
一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種固態(tài)功率放大器，具體涉及一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置。【背景技術】
[0002]隨著技術的進步，目前在測控、衛(wèi)星通信、雷達、電子對抗系統(tǒng)、高壓電力巡線等軍、民裝備領域的工作頻率已經(jīng)達到毫米波頻段。位于發(fā)射信道末端的高功率固態(tài)功率放大器對系統(tǒng)性能至關重要，對系統(tǒng)的測控精度、通信質(zhì)量、作用半徑以及抗干擾能力等方面起著重要的作用。固態(tài)功率放大器的主要作用是將需要發(fā)送的信號放大到一定的功率電平，再經(jīng)天線以無線方式發(fā)送到空間，主要技術指標包括輸出功率、工作帶寬以及駐波比等。相比行波管放大器，固態(tài)功率放大器在工作電壓、可靠性及環(huán)境適應能力等方面有明顯的優(yōu)勢，所以其在系統(tǒng)中的應用受到了人們的青睞。
[0003]根據(jù)IEEE521-2002標準，Ku波段是指頻率在12-18GHZ的無線電波波段，在太空領域，Ku波段可用作衛(wèi)星之間的通信波段，如國際空間站和航天飛機之間通信用的跟蹤，在衛(wèi)星廣播領域里，Ku波段也是一個常用的波段。與C波段相比，Ku波段雖然覆蓋地域小，但是其信號強。
[0004]進一步采用芯片級功率合成、電路級功率合成或者空間功率合成技術制作的大功率固態(tài)功率放大模塊，不僅體積和重量受到了限制，而且其熱穩(wěn)定性也受到嚴格的考驗，在實際應用中，對固態(tài)功放模塊的工作效率要求非常嚴格，其工作溫度的高低將影響固態(tài)功放模塊的工作效率。
[0005]傳統(tǒng)的固態(tài)功率放大器采用風冷的方式對其所搭載的功放模塊散熱，但是風冷式散熱存在空氣介質(zhì)的導熱性低、散熱面積小等缺點，其散熱效果不好，無法高效地降低Ku波段固態(tài)功放模塊的工作溫度，所以限制了 Ku波段固態(tài)功率放大器在太空和衛(wèi)星廣播領域中的進一步發(fā)展?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是針對傳統(tǒng)固態(tài)功率放大器的缺陷，目的在于提供一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，解決傳統(tǒng)的固態(tài)功率放大器使用風冷的方式對其所搭載的功放模塊進行散熱導致無法高效地冷卻功放模塊所產(chǎn)生的功放模塊工作效率低的問題。
[0007]本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn):一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，包括殼體，殼體內(nèi)水平設置有散熱板，散熱板將殼體內(nèi)部分為兩部分，散熱板上方為工作室，散熱板下方為散熱室，工作室內(nèi)等間距設置有若干垂直于散熱板的擋板，擋板上接觸有位于散熱板上方的Ku波段固態(tài)功放模塊，擋板平行于工作室長度較短的側面，擋板只有一個側面與工作室的側面連接，擋板之間的位置關系被配置為，相間擋板的側面連接工作室的同一側面，相鄰擋板的側面分別連接工作室內(nèi)相互平行的兩個側面，擋板貫穿散熱板連接散熱室底部，散熱室內(nèi)部的側面上設置有噴淋板，噴淋板連接與其所在側面相鄰的兩個側面，噴淋板上等間距設置有若干噴水頭，噴水頭位于相鄰的擋板之間，噴水頭的噴嘴豎直向上，噴水頭內(nèi)部的水管連接有設置在噴淋板內(nèi)部的主水管，主水管貫穿散熱室側面連接有進水管，進水管連接有微型水栗，微型水栗通過水管連接有冷卻器，進水管下方設置有出水管， 出水管連通散熱室和冷卻器?，F(xiàn)有技術中，傳統(tǒng)的固態(tài)功率放大器主要使用風冷的方式對功放模塊進行降溫，避免其工作溫度過高影響工作效率。但是，采用傳統(tǒng)的散熱風扇進行散熱時，會遇到空氣介質(zhì)的導熱性低、散熱面積小等問題，所以風冷的散熱效果不佳，不能高效地降低功放模塊的工作溫度，限制了大功率固態(tài)功率放大器的進一步發(fā)展與應用。為了解決上述問題，本實用新型提供了一種采用水冷降溫的固態(tài)功率放大器。在固態(tài)功率放大器的殼體內(nèi)設置有散熱板，散熱板上設置有擋板，散熱板和擋板均采用導熱率高的金屬，例如銀、鋁等。擋板均與工作室長度較短的一邊平行，擋板只有一個側面與工作室側面連接， 擋板之間的位置關系為，相鄰的擋板分別連接工作室內(nèi)相互平行的兩個側面，相間的擋板連接同一側面，擋板貫穿散熱板與散熱室底部連接，因此，擋板將工作室和散熱室的內(nèi)部空間均隔成了 S形。擋板上連接有Ku波段固態(tài)功放模塊以及其他電子元件如電容、電阻等，這里應用的Ku波段固態(tài)功放模塊為現(xiàn)有技術;散熱室內(nèi)部的側面上設置有噴淋板，噴淋板還連接與其所在側面相鄰的兩個側面，即噴淋板上方的水可以通過噴淋板與散熱室內(nèi)壁沒有接觸的部分流入噴淋板下方。噴淋板上設置有若干個噴水頭，噴水頭上的噴嘴豎直向上正對著散熱板的底部，噴淋板內(nèi)部設置有主水管，主水管穿過散熱室側面連接進水管，進水管依次連接微型水栗和冷卻器，冷卻器連接出水管。微型水栗和冷卻器均為現(xiàn)有技術，都具有體積小、噪音低的優(yōu)點，可以在市場上通過購買獲得，另外，還可以使用一體式集水栗，一體式集水栗包含了水栗、儲水箱和冷卻器，高度集成化節(jié)省了空間。工作時，運行微型水栗，水從微型水栗中流出并依次通過進水管、主水管、噴水頭、散熱室、出水管、冷卻器，最終回到微型水栗中，形成水循環(huán)。Ku波段固態(tài)功放模塊與散熱板和擋板接觸，通過散熱板和擋板將 Ku波段固態(tài)功放模塊上的高溫傳至散熱板下方以及擋板上，水在流經(jīng)散熱室時，通過噴水頭噴至散熱板底部，對散熱板進行降溫，之后水落至噴淋板上流經(jīng)擋板隔成的S形流道，之后水流進入噴淋板下方，繼續(xù)在噴淋板下方走S形流道，通過設置S形流道，不僅使水能充分吸收Ku波段固態(tài)功放模塊通過散熱板和擋板傳遞的熱量，還能使水通過與擋板之間足夠的接觸面積，冷卻擋板，從而對工作室內(nèi)的Ku波段固態(tài)功放模塊進行進一步冷卻，最終水流從出水管流至冷卻器中進行冷卻，冷卻之后再經(jīng)過微型水栗從進水管進入散熱室。通過上述結構和原理，能夠?qū)ぷ魇覂?nèi)的電子器件進行高效地降溫。水冷系統(tǒng)散熱能力強過風冷系統(tǒng)的原因，一是因為水的吸熱和導熱性能比空氣好很多，二是因為水冷系統(tǒng)的總散熱面積也要比風冷系統(tǒng)大很多，本裝置不僅使用散熱板對電子元件進行冷卻，還使用了擋板，增加了傳熱面積，提高了降溫效率，通過高效地降溫，使得大功率功放模塊的工作效率得到提高，提升了固態(tài)功率放大器的改進空間和應用范圍。另外，水冷系統(tǒng)還具有噪音小的優(yōu)點， 使得固態(tài)功率放大器可以靈活地應用于太空和衛(wèi)星廣播領域中。
[0008]進一步地，噴淋板與散熱板的夾角為2至5°，噴淋板靠近進水管的一端與散熱室底部的距離大于另一端與散熱室底部的距離。通過傾斜設置噴淋板，一方面使得水流緩慢沿著噴淋板上的流道從噴淋板上靠近進水管的一端流至噴淋板的另一端，并進入噴淋板下方的流道;另一方面，靠近進水管一端的噴水頭更接近散熱板，其冷卻效果更好，可以將功放模塊中最核心的電子元件如單片微波集成電路芯片放置在散熱板上方相對應的位置達到更好地對核心電子元件降溫的目的。
[0009]進一步地，散熱板、擋板與Ku波段固態(tài)功放模塊之間均設置有散熱硅膠。散熱硅膠具有低熱阻、高導熱率的特點，因為Ku波段固態(tài)功放模塊是主要部件，在其與散熱板、擋板之間涂有散熱硅膠能減少摩擦，使Ku波段固態(tài)功放模塊與散熱板、擋板充分接觸從而提高熱傳導率，使得Ku波段固態(tài)功放模塊的熱量更有效地傳遞至散熱板和擋板。[〇〇1〇]進一步地，主水管由聚合物材料制成。為了防止主水管生銹而導致水循環(huán)效果差， 主水管采用聚合物材料如聚四氟乙烯制成，不僅保證了主水管的強度、不會生銹，并且重量輕，降低了固態(tài)功率放大器的總重量。
[0011]進一步地，噴嘴上設置有噴嘴蓋，噴嘴蓋上設置有若干通孔。通過上述設置，可以使得水流均勻的噴淋在散熱板底部，而不會只噴淋在散熱板底部的局部位置，導致散熱效果差。
[0012]進一步地，進水管上設置有球閥。通過在進水管上設置球閥，可以調(diào)整進水量，控制水循環(huán)速度，使得操作人員能夠控制散熱室內(nèi)的溫度。[0013 ]進一步地，出水管靠近散熱室底部。這樣設置使得水流不會在散熱室底部堆積。
[0014]進一步地，位于工作室內(nèi)的擋板上設置有若干通孔。在工作室內(nèi)的擋板上設置通孔有利于各電子元件之間的連接，方便設計人員更合理地設計和規(guī)劃工作室內(nèi)電子元件的布局。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
[0016]1、本實用新型通過水冷的方式對固態(tài)功率放大器內(nèi)的Ku波段固態(tài)功放模塊進行降溫，因為水的吸熱和導熱性能比空氣好很多、以及水冷系統(tǒng)的總散熱面積也要比風冷系統(tǒng)大很多，所以降溫效果好，可以使得大功率Ku波段固態(tài)功放模塊的工作效率得到提高，增加了固態(tài)功率放大器的改進空間和應用范圍；
[0017]2、本實用新型采用水冷的方式進行降溫，具有噪音小的特點，使得固態(tài)功率放大器可以更適應于太空、衛(wèi)星廣播及軍事領域；
[0018]3、本實用新型使用了擋板，增加了散熱面積，提高了散熱效率，使Ku波段固態(tài)功放模塊的工作效率進一步提高；
[0019]4、本實用新型使用主水管采用聚四氟乙烯制成，不僅保證了主水管的強度而且不會生銹，并且其重量較金屬輕，降低了固態(tài)功率放大器的總重量?！靖綀D說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中:[0021 ]圖1為本實用新型剖面結構示意圖；[〇〇22]圖2為圖1中A-A面的剖面示意圖。
[0023]附圖中標記及對應的零部件名稱:[〇〇24]1-殼體，2-散熱板，3-噴淋板，4-噴水頭，5-進水管，6-出水管，7-Ku波段固態(tài)功放模塊，8-擋板?！揪唧w實施方式】
[0025]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖， 對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。實施例[〇〇26]如圖1所示，本實用新型為一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，包括殼體1，殼體1 內(nèi)水平設置有散熱板2，散熱板2將殼體1內(nèi)部分為兩部分，散熱板2上方為工作室，散熱板2 下方為散熱室，工作室內(nèi)等間距設置有若干垂直于散熱板2的擋板8，擋板8上接觸有位于散熱板2上方的Ku波段固態(tài)功放模塊7,擋板8平行于工作室長度較短的側面，擋板8只有一個側面與工作室的側面連接，擋板8之間的位置關系被配置為，相間擋板8的側面連接工作室的同一側面，相鄰擋板8的側面分別連接工作室內(nèi)相互平行的兩個側面，擋板8貫穿散熱板2 連接散熱室底部，散熱室內(nèi)部的側面上設置有噴淋板3,噴淋板3連接與其所在側面相鄰的兩個側面，噴淋板3上等間距設置有若干噴水頭4,噴水頭4位于相鄰的擋板8之間，噴水頭4 的噴嘴豎直向上，噴水頭4內(nèi)部的水管連接有設置在噴淋板3內(nèi)部的主水管，主水管貫穿散熱室側面連接有進水管5,進水管5連接有微型水栗，微型水栗通過水管連接有冷卻器，進水管5下方設置有出水管6,出水管6連通散熱室和冷卻器。噴淋板3與散熱板2的夾角為2至5°， 噴淋板3靠近進水管5的一端與散熱室底部的距離大于另一端與散熱室底部的距離。散熱板 2、擋板8與Ku波段固態(tài)功放模塊7之間均設置有散熱硅膠。主水管由聚合物材料制成。噴嘴上設置有噴嘴蓋，噴嘴蓋上設置有若干通孔。進水管5上設置有球閥。出水管6靠近散熱室底部。位于工作室內(nèi)的擋板8上設置有若干通孔。使用本裝置時，首先開啟微型水栗，水流從進水管5進入到主水管中，通過噴水頭4噴淋至散熱板2下方，Ku波段固態(tài)功放模塊7以及其他電子元件上通過散熱板2和擋板8將熱量傳遞至水流中，水流沿著噴淋板3上方的流道和噴淋板3下方的流道流動，并在流動過程中對擋板8進行冷卻并吸收擋板8中傳遞的熱量，最終通過出水管6進入到冷卻器中，冷卻器對水流降溫后，水流進入到微型水栗中，并被再次輸送至進水管5中，完成水循環(huán)。因為水的吸熱和導熱性能比空氣好很多、以及水冷系統(tǒng)的總散熱面積也要比風冷系統(tǒng)大很多，所以水冷方式的降溫效果好，可以使得大功率Ku固態(tài)功放模塊的工作效率得到提高，提升了固態(tài)功率放大器的改進空間。
[0027]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，包括殼體(1)，其特征在于，所述殼體(1)內(nèi)水平 設置有散熱板(2 )，所述散熱板(2)將殼體(1)內(nèi)部分為兩部分，散熱板(2)上方為工作室，散 熱板(2)下方為散熱室，所述工作室內(nèi)等間距設置有若干垂直于散熱板(2)的擋板(8)，所述 擋板(8)上接觸有位于散熱板(2)上方的Ku波段固態(tài)功放模塊(7)，擋板(8)平行于工作室長 度較短的側面，擋板(8)只有一個側面與工作室的側面連接，擋板(8)之間的位置關系被配 置為，相間擋板(8)的側面連接工作室的同一側面，相鄰擋板(8)的側面分別連接工作室內(nèi) 相互平行的兩個側面，擋板(8)貫穿散熱板(2)連接散熱室底部，散熱室內(nèi)部的側面上設置 有噴淋板(3)，所述噴淋板(3)連接與其所在側面相鄰的兩個側面，所述噴淋板(3)上等間距 設置有若干噴水頭(4)，所述噴水頭(4)位于相鄰的擋板(8)之間，噴水頭(4)的噴嘴豎直向 上，噴水頭(4)內(nèi)部的水管連接有設置在噴淋板(3)內(nèi)部的主水管，所述主水管貫穿散熱室 側面連接有進水管(5)，所述進水管(5)連接有微型水栗，所述微型水栗通過水管連接有冷 卻器，進水管(5)下方設置有出水管(6)，所述出水管(6)連通散熱室和冷卻器。2.根據(jù)權利要求1所述的一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，其特征在于，所述噴淋板 (3)與散熱板(2)的夾角為2至5°，噴淋板(3)靠近進水管(5)的一端與散熱室底部的距離大 于另一端與散熱室底部的距離。3.根據(jù)權利要求1所述的一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，其特征在于，所述散熱板 (2)、擋板(8)與Ku波段固態(tài)功放模塊(7)之間均設置有散熱硅膠。4.根據(jù)權利要求1所述的一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，其特征在于，所述主水管 由聚合物材料制成。5.根據(jù)權利要求1所述的一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，其特征在于，所述噴嘴上 設置有噴嘴蓋，噴嘴蓋上設置有若干通孔。6.根據(jù)權利要求1所述的一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，其特征在于，所述進水管(5)上設置有球閥。7.根據(jù)權利要求1所述的一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，其特征在于，所述出水管(6)靠近散熱室底部。8.根據(jù)權利要求1所述的一種Ku波段固態(tài)功放模塊搭載裝置，其特征在于，位于工作室 內(nèi)的擋板(8)上設置有若干通孔。
【文檔編號】H05K7/20GK205648324SQ201620462558
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】何艷妮, 馬洪斌
【申請人】四川匯英光電科技有限公司