本發(fā)明屬于機(jī)械和電路兩個領(lǐng)域，涉及一種具有多個中空錐形散熱風(fēng)道的多層密封機(jī)箱。該機(jī)箱內(nèi)安裝了某雷達(dá)的天線、TR組件、波控、功分器、微波、信處和電源模塊。該雷達(dá)的工作環(huán)境有高低溫以及振動、沖擊等要求，雷達(dá)機(jī)箱結(jié)構(gòu)上采用集成散熱與多層密封技術(shù)，增強(qiáng)了雷達(dá)在惡劣環(huán)境下的工作能力。雷達(dá)收發(fā)機(jī)箱內(nèi)的TR組件熱密度較大，波控、信處、微波模塊、電源均有較高的散熱要求。由于雷達(dá)的安裝與使用環(huán)境相當(dāng)嚴(yán)苛，需各分系統(tǒng)在密閉的環(huán)境下工作，該機(jī)箱解決了在安裝空間受限、高熱密度環(huán)境下的雷達(dá)各分系統(tǒng)的集成設(shè)計與散熱難題。

背景技術(shù)：
雷達(dá)收發(fā)機(jī)箱為雷達(dá)各電子模塊的結(jié)構(gòu)支撐體，并兼有環(huán)境防護(hù)的功能。該收發(fā)機(jī)箱工作環(huán)境為開放式的戰(zhàn)場環(huán)境，除去極端的低溫、高溫外，對砂塵、濕熱、電磁兼容也有較高的環(huán)境適應(yīng)性要求。該雷達(dá)天線為無源多層波導(dǎo)裂縫陣列，鑒于天線口徑受限，天線陣列的波導(dǎo)間距小于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)管尺寸，相鄰的波導(dǎo)只能采用共壁設(shè)計。陣列天線共三層，均為中空裂縫陣列，采用3A21防銹軟鋁釬焊成型，波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換集成在天線內(nèi)部，天線對外采用SMA連接器與TR組件對接。TR組件一端靠SMA連接器與天線電信號連接；另一端靠多芯矩形連接器與波控電信號連接，靠SMP與功分器電信號連接。TR組件的效率較低，約為40％左右，并且熱耗與局部熱密度很大，是機(jī)箱內(nèi)的主要熱源(約250W純發(fā)熱功率)。微波模塊內(nèi)發(fā)熱芯片熱量以較低的熱阻傳導(dǎo)到模塊安裝壁。波控與信處為印制板形式，其上焊接有電源功率芯片和高速運(yùn)算處理芯片，這些芯片在運(yùn)算狀態(tài)下所產(chǎn)生發(fā)熱量需及時散發(fā)出去。電源為封裝的殼體模塊，熱量傳導(dǎo)到殼體安裝表面。機(jī)箱內(nèi)總的發(fā)熱功率約為380W左右，機(jī)箱內(nèi)腔尺寸為265×300×108mm，整個機(jī)箱的對外電信號輸入、輸出靠機(jī)箱側(cè)壁安裝的YB和SMA連接器完成。箱體內(nèi)部的電纜主要為同軸電纜和多芯電纜，考慮到操作維修，收發(fā)機(jī)箱內(nèi)的各分機(jī)之間的線纜應(yīng)便于拆卸，在集成設(shè)計時需預(yù)留線纜的操作空間。為了確保雷達(dá)有良好的環(huán)境適應(yīng)性，機(jī)箱結(jié)構(gòu)采用密封設(shè)計，將如此大的熱功耗密封在上述腔體內(nèi)，將熱量及時排除是設(shè)計的難題。同時雷達(dá)收發(fā)機(jī)箱長期工作在室外，受太陽的輻射而吸收的熱量對其內(nèi)電子設(shè)備的影響也應(yīng)該考慮。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
要解決的技術(shù)問題為了解決現(xiàn)有機(jī)箱內(nèi)各分系統(tǒng)的高溫散熱以及局部高熱密度問題，本發(fā)明提出一種具有多個中空錐形散熱風(fēng)道的多層密封機(jī)箱。技術(shù)方案由天線罩、后蓋板、左右罩板和上下罩板密封在收發(fā)機(jī)箱最外層，由收發(fā)機(jī)箱結(jié)構(gòu)預(yù)留的外層空腔結(jié)構(gòu)形成第三層密封腔；由左內(nèi)風(fēng)道封板、右內(nèi)風(fēng)道封板安裝在收發(fā)機(jī)箱結(jié)構(gòu)預(yù)留的左、右內(nèi)風(fēng)道腔體安裝端面形成第一層密封腔體，收發(fā)箱體結(jié)構(gòu)自身被后蓋板密封后形成安裝各分系統(tǒng)的第二層腔體。第一層密封腔體為中空散熱風(fēng)道，通過內(nèi)風(fēng)道錐形左翅片與內(nèi)風(fēng)道錐形右翅片左右對稱布局，在散熱翅片的高度和長度方向形成獨(dú)特的中空錐形風(fēng)道。收發(fā)機(jī)箱內(nèi)各分系統(tǒng)通過導(dǎo)熱襯墊貼附在左、右內(nèi)風(fēng)道的外表面，將各分系統(tǒng)的熱量以較低的熱阻傳遞到左、右內(nèi)風(fēng)道的內(nèi)表面散熱翅片上，通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)制對流將熱量帶走。一種具有多個中空錐形散熱風(fēng)道的多層密封機(jī)箱，其特征在于包括前腔體和后腔體；前腔體由天線罩和前腔密封繩密封而成，陣列天線安裝在前腔體內(nèi)，陣列天線的輸出端設(shè)有浮動連接座，浮動連接座與位于后腔體的TR組件上的浮動連接頭相連；后腔體內(nèi)設(shè)有左內(nèi)風(fēng)道和右內(nèi)風(fēng)道，右內(nèi)風(fēng)道由右內(nèi)風(fēng)道封板和右內(nèi)風(fēng)道導(dǎo)電密封墊封閉而成，內(nèi)風(fēng)道錐形左翅片與內(nèi)風(fēng)道錐形右翅片左右對稱的安裝在右內(nèi)風(fēng)道內(nèi)表面上，TR組件、微波模塊通過柔性導(dǎo)熱襯墊貼附在右內(nèi)風(fēng)道外表面上，功分器固定在右內(nèi)風(fēng)道封板上；左內(nèi)風(fēng)道由左內(nèi)風(fēng)道封板和左內(nèi)風(fēng)道導(dǎo)電密封墊封閉而成，內(nèi)風(fēng)道錐形左翅片與內(nèi)風(fēng)道錐形右翅片左右對稱的安裝在左內(nèi)風(fēng)道內(nèi)表面上，電源模塊、波控導(dǎo)熱冷板、信處導(dǎo)熱冷板貼附在左內(nèi)風(fēng)道外表面上，波控和信處通過柔性導(dǎo)熱襯墊分別貼附在波控導(dǎo)熱冷板和信處導(dǎo)熱冷板上，前級放大模塊固定在左內(nèi)風(fēng)道封板上，在左內(nèi)風(fēng)道和右內(nèi)風(fēng)道末端分別安裝風(fēng)機(jī)；左右罩板和上下罩板安裝在收發(fā)機(jī)箱最外層并與收發(fā)機(jī)箱形成空腔結(jié)構(gòu)。所述的內(nèi)風(fēng)道錐形左翅片與內(nèi)風(fēng)道錐形右翅片在長度方向和高度方向分別線性遞增，形成35°與18°的錐形斜面風(fēng)道。所述的天線罩工藝成型方法為內(nèi)外蒙皮、中間蜂窩夾層的方法，內(nèi)外蒙皮材料為環(huán)氧玻璃布，中間夾層為紙蜂窩結(jié)構(gòu)。有益效果本發(fā)明提出的一種具有多個中空錐形散熱風(fēng)道的多層密封機(jī)箱，多個密封風(fēng)道的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，將各模塊的熱量通過柔性導(dǎo)熱襯墊傳遞到風(fēng)道外表面，風(fēng)道的內(nèi)表面設(shè)計有散熱翅片，且風(fēng)道內(nèi)表面與外界相通，通過風(fēng)機(jī)對流換熱實現(xiàn)與外界的熱交換。完成雷達(dá)的陣列天線、TR組件、波控、信處、電源模塊、微波模塊的安裝固定，解決上述各分系統(tǒng)的高溫散熱以及局部高熱密度問題，并使其具備良好的高低溫、濕熱、鹽霧以及EMC等環(huán)境適應(yīng)性。附圖說明圖1為一種具有多個中空錐形散熱風(fēng)道的多層密封機(jī)箱主視圖圖2為一種具有多個中空錐形散熱風(fēng)道的多層密封機(jī)箱俯視剖視圖圖3為一種具有多個中空錐形散熱風(fēng)道的多層密封機(jī)箱左側(cè)剖視圖圖4為一種具有多個中空錐形散熱風(fēng)道的多層密封機(jī)箱翅片長度方向剖視圖1-收發(fā)箱體；2-天線罩；3-前腔密封繩；4-陣列天線；5-前腔導(dǎo)電密封墊，6-浮動連接座；7-浮動連接頭；8-TR組件，9-功分器，10-波控；11-右內(nèi)風(fēng)道封板；12-內(nèi)風(fēng)道錐形左翅片；13-內(nèi)風(fēng)道錐形右翅片；14-右內(nèi)風(fēng)道導(dǎo)電密封墊；15-柔性導(dǎo)熱襯墊；16-微波模塊；17-風(fēng)機(jī)；18-風(fēng)機(jī)安裝板；19-信處；20-電源模塊；21-信處導(dǎo)熱冷板；22-波控導(dǎo)熱冷板；23-前級放大模塊；24-左內(nèi)風(fēng)道封板；25-左內(nèi)風(fēng)道導(dǎo)電密封墊；26-左右罩板；27-上下罩板；28-進(jìn)風(fēng)罩；29-出風(fēng)罩；30-銅網(wǎng)；31-蓋板密封繩；32-YB圓形連接器；33-同軸連接器；34-后蓋板。具體實施方式現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：考慮到箱體內(nèi)部需散熱的模塊較多，并且模塊的散熱安裝面較大，箱體采用兩個獨(dú)立的密封風(fēng)道散熱。鑒于各模塊之間的連線關(guān)系，將信處、電源與波控貼附在一個密封風(fēng)道，將TR組件、微波貼附在另外一個密封風(fēng)道上。為便于工程實現(xiàn)，高度與長度方向錐形散熱翅片以零件形式安裝在機(jī)箱上，由于印制板上需散熱的器件高低不一，在機(jī)箱上直接將這些墊塊加工出來不方便，也將其拆分為零件形式。風(fēng)道采用風(fēng)道蓋板密封，為保證整個機(jī)箱的電磁密封性，風(fēng)道蓋板與電磁屏蔽密封墊配合使用。機(jī)箱前腔體安裝天線陣面，后腔體安裝其余各分機(jī)。TR組件既要和天線盲插，又需要其導(dǎo)熱面緊貼在風(fēng)道外表面上。為了保證TR組件電信號的良好傳輸，并且TR組件的熱量能及時傳遞出去，與天線盲插的SMP插座為特殊定制浮動結(jié)構(gòu)形式，同時在TR組件的導(dǎo)熱面上貼附柔性導(dǎo)熱襯墊。浮動配合連接器的游動間隙以及柔軟的導(dǎo)熱襯墊可取的良好的電信號傳輸與導(dǎo)熱效果。密封風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口位于機(jī)箱上后端區(qū)域，冷卻流從機(jī)箱下底部排出?？紤]到風(fēng)道自身的特點(diǎn)，由于單側(cè)進(jìn)風(fēng)會造成的風(fēng)壓不均勻，按冷卻流的方向，將散熱翅片設(shè)計成高低遞減以形成錐形通道，以均勻分布進(jìn)風(fēng)口的冷卻流；將風(fēng)機(jī)正上方風(fēng)道內(nèi)的翅片在長度方向設(shè)計為不規(guī)則的倒斜角結(jié)構(gòu)，形成錐形增壓風(fēng)道以增大風(fēng)機(jī)對流換熱的效率。風(fēng)機(jī)自帶轉(zhuǎn)速反饋與控制功能，信處模塊DSP芯片上有溫度傳感器，當(dāng)檢測到傳感器表面溫度低于-10°時，風(fēng)機(jī)停止工作。風(fēng)機(jī)安裝在可拆卸的風(fēng)機(jī)板上。為了提高風(fēng)機(jī)對流換熱的效率，風(fēng)機(jī)板安裝在收發(fā)機(jī)箱的邊緣部位需做密封處理，采用南大704密封膠填充零件裝配產(chǎn)生的縫隙。考慮到太陽輻射對溫度的影響，在機(jī)箱壁周圈添加了一層金屬板，該金屬板與箱體之間形成空氣隔離腔，該空氣腔位于箱體周圈四處。由于裂縫天線為無源的波導(dǎo)裂縫陣列，無電纜連接關(guān)系，在天線零位標(biāo)定后不會進(jìn)行拆卸和維修，所以將天線獨(dú)立安裝在前腔，通過SMA穿墻插座與后腔體進(jìn)行電信號連接。機(jī)箱前腔安裝端面設(shè)計有密封槽，其內(nèi)粘接有密封繩，天線罩安裝后壓緊密封繩，前腔形成一個獨(dú)立的密封腔體。天線罩工藝成型方法為內(nèi)外蒙皮、中間蜂窩夾層的方法，內(nèi)外蒙皮材料為環(huán)氧玻璃布，中間夾層為紙蜂窩結(jié)構(gòu)。天線罩的結(jié)構(gòu)自身在蜂窩夾層之間形成一個隔熱腔體。由于空氣是熱的不良導(dǎo)體，機(jī)箱周圈一層空氣腔以及機(jī)箱前腔體不僅能阻止外界高溫侵入機(jī)箱后端腔體內(nèi)部，當(dāng)處于低溫時，該空氣腔同樣起到后端腔體保溫的作用。如圖2所示，機(jī)箱分為前、后兩個腔體區(qū)域，前腔體通過天線罩2、收發(fā)箱體1的前端面和前腔密封繩3封閉成第一個獨(dú)立的密封區(qū)域，陣列天線4安裝在前腔體的安裝端面上，并壓緊前腔導(dǎo)電密封墊5，通過浮動連接座6完成該密封區(qū)域?qū)ν獾碾娦盘杺鬏敗８舆B接頭7集成安裝在TR組件8一端，TR組件的另一端通過SMA電纜和多芯電纜分別與功分器9、波控10相連。功分器9固定在右內(nèi)風(fēng)道封板11上，TR組件8連接波控10的多芯電纜通過右內(nèi)風(fēng)道封板11上的矩形過線孔，為避免電纜交叉，該矩形過線孔位于功分器9下方。內(nèi)風(fēng)道錐形左翅片12與內(nèi)風(fēng)道錐形右翅片13是散熱風(fēng)道的核心零件。按冷卻流流經(jīng)機(jī)箱風(fēng)道的先后順序，翅片在長度方向和高度方向分別線性遞增，形成35°與18°的錐形斜面風(fēng)道。經(jīng)過仿真分析和優(yōu)化，這兩個角度的錐形斜面對冷卻流的均勻分布以及冷卻流的增壓的效果最好。左、右內(nèi)風(fēng)道為收發(fā)箱體內(nèi)第一層密封腔體。內(nèi)風(fēng)道錐形左翅片12與內(nèi)風(fēng)道錐形右翅片13左右對稱的安裝在收發(fā)箱體1后腔體的左、右兩個風(fēng)道內(nèi)表面上。為保證良好的熱傳遞效果，彼此安裝接觸面有較高加工表面光潔度和平面度要求，并且在零件裝配時填充導(dǎo)熱硅脂。右內(nèi)風(fēng)道通過右內(nèi)風(fēng)道封板11和右內(nèi)風(fēng)道導(dǎo)電密封墊14封閉完成，使用右內(nèi)風(fēng)道導(dǎo)電密封墊14是為了保證收發(fā)箱體自身的電磁兼容性。TR組件8的散熱面緊貼在右內(nèi)風(fēng)道的外表面上，兩者之間填充柔性導(dǎo)熱襯墊15。浮動連接座6與浮動連接頭7配合后產(chǎn)生浮動間隙以及通過調(diào)整柔性導(dǎo)熱襯墊15的厚度可以補(bǔ)償陣列天線和TR組件安裝時產(chǎn)生過自由度定位。微波模塊16也通過柔性導(dǎo)熱襯墊15安裝在右內(nèi)風(fēng)道外表面。風(fēng)機(jī)17位于風(fēng)道末端，通過風(fēng)機(jī)安裝板18固定在收發(fā)箱體后腔區(qū)域的右內(nèi)風(fēng)道末端預(yù)留的安裝面上，并用南大704密封膠密封。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋與轉(zhuǎn)速控制信號線穿過收發(fā)機(jī)箱預(yù)留的過線孔與信處19相連。波控10和信處19為印制板形式的分系統(tǒng)，在進(jìn)行印制板設(shè)計時將發(fā)熱器件排布于印制板背面。信處導(dǎo)熱冷板21、波控導(dǎo)熱冷板22與收發(fā)機(jī)箱后腔內(nèi)的左風(fēng)道外表面貼附。之所以將信處導(dǎo)熱冷板21、波控導(dǎo)熱冷板22拆分為相對于機(jī)箱可獨(dú)立拆卸的零件，是考慮到收發(fā)機(jī)箱實際加工的工藝性，同時也因為這兩者表面需要根據(jù)印制板表面芯片的高低預(yù)留出若干的高低不等的墊塊。柔性導(dǎo)熱襯墊15同樣填充在印制板上的發(fā)熱芯片與導(dǎo)熱冷板之間。電源模塊20的安裝面以同樣的導(dǎo)熱方式緊貼在左內(nèi)風(fēng)道外表面。收發(fā)機(jī)箱左內(nèi)風(fēng)道的密封靠左內(nèi)風(fēng)道封板24、左內(nèi)風(fēng)道導(dǎo)電密封墊25完成?？紤]到線纜連接關(guān)系，前級放大模塊23安裝在左內(nèi)風(fēng)道封板24上，用來進(jìn)行微波模塊16的信號放大。整個收發(fā)機(jī)箱靠機(jī)箱左側(cè)的一個YB圓形連接器32和四個同軸連接器33實現(xiàn)機(jī)箱對外的電信號傳輸。機(jī)箱左右罩板26和上下罩板27分別安裝在收發(fā)箱體1的外輪廓四周圈，裝配后靠南大704膠填充縫隙，用以實現(xiàn)箱體的第三層密封腔體。進(jìn)風(fēng)罩28、出風(fēng)罩29分別安裝的風(fēng)道的進(jìn)口與出口處，考慮到防水要求，兩者的風(fēng)口均朝下。銅網(wǎng)30用來過濾沙塵并防止較大的異物進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)部。后蓋板34靠螺釘壓緊蓋板密封繩31后，安裝在收發(fā)箱體1上，完成整個收發(fā)機(jī)箱的第二層密封。通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，自身密封、中空形式的左、右內(nèi)風(fēng)道為第一層密封腔體，存在于收發(fā)機(jī)箱主體的第二層密封腔體內(nèi)部，與外界相通，通過風(fēng)機(jī)對流換熱將中空的機(jī)箱內(nèi)各分系統(tǒng)的熱量傳出。由散熱翅片高度和長度方向形成的獨(dú)特的錐形密封風(fēng)道均勻了進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)量、增大了出風(fēng)口的風(fēng)壓，提高了整個機(jī)箱的散熱效率。由天線罩、機(jī)箱左右罩板、上下罩板封閉形成的第三層中空腔體，包裹在收發(fā)機(jī)箱的第二層腔體周圍。當(dāng)收發(fā)機(jī)箱內(nèi)模塊的數(shù)量增加或者散熱要求提高時，可以通過增加中空錐形風(fēng)道的數(shù)量來滿足使用要求。上述創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計形成一種具有多個中空錐形散熱風(fēng)道的多層密封機(jī)箱。