РАДИОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО
RADIO ELECTRONIC DEVICE

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре и может быть использовано в радиоэлектронных приборах, содержащих тепловыделяющие радиоэлементы, требующие в процессе работы охлаждения и защиты от внешних воздействий.
Для обеспечения допустимых тепловых режимов радиоэлектронных приборов, характеризуемых повышенной мощностью, например, приемопередатчиков на базе программно-определяемых радиосистем (SDR), используются различные варианты охлаждения тепловыделяющих элементов и корпуса прибора, обеспечивающие как естественное охлаждение за счет конвекции, например, от ребристого радиатора, так и принудительное воздушное охлаждение, осуществляемое при помощи подачи потока воздуха.
Известно радиоэлектронное устройство с воздушным охлаждением (см. патент РФ RU2491662, МПК G12B9/02, G12B15/04, H05K5/00, H05K7/20, опубл. 27.08.2013), обеспечивающее требуемый тепловой режим своих тепловыделяющих элементов. Корпус известного устройства содержит боковые стенки, выполненные в виде радиаторов, а тепловыделяющие элементы распределены внутри корпуса в зависимости от уровня их тепловыделения. Стенки корпуса выполнены двойными с образованием воздуховодов между ними, а внутреннее пространство корпуса разбито на отсеки, разделенные воздушными каналами. Наличие воздушных каналов между стенками и отсеками увеличивает габаритные размеры радиоэлектронного устройства. Кроме того, для обеспечения охлаждения тепловыделяющих элементов требуется подключение дополнительного устройства, подающего воздух в воздушные каналы, что, в свою очередь, не позволяет автономно использовать радиоэлектронное устройство в течение продолжительного времени.
В качестве прототипа заявляемого устройства выбрано известное из уровня техники радиоэлектронное устройство «Voyager CBM-100» компании Klas Telecom, Inc. (США) (см., например, ссылку в сети Интернет https://klastelecom.com/wp-content/uploads/2016/05/voyager_cbm100_brochure_web_v1_03.pdf), включающее корпус, выполненный из теплопроводящего материала, и тепловыделяющие элементы, размещенные внутри корпуса. Корпус известного радиоэлектронного устройства оснащен интегрированными в него игольчатым и ребристым радиаторами. Недостатком известного устройства является отсутствие активной системы охлаждения и, как следствие, недостаточный уровень отвода тепла от его тепловыделяющих элементов.
Техническая проблема, на разрешение которой направлено изобретение, заключается в создании радиоэлектронного устройства, обладающего высокой тепловой стабильностью рабочего режима.
Технический результат, достигаемый при решении технической проблемы, заключается в повышении эффективности теплоотвода от тепловыделяющих элементов в корпусе радиоэлектронного устройства, а также повышении эффективности теплообмена между корпусом радиоэлектронного устройства и окружающей средой.
Технический результат достигается за счет того, что радиоэлектронное устройство содержит корпус, выполненный из теплопроводящего материала, и тепловыделяющие элементы, размещенные внутри корпуса, корпус имеет интегрированные в него ребристый радиатор и игольчатый радиатор, который служит его боковой стенкой. Радиоэлектронное устройство снабжено центробежным вентилятором и панелью, накрывающей игольчатый радиатор корпуса. Тепловыделяющие элементы распределены во внутреннем пространстве устройства так, что элементы с наибольшим тепловыделением сгруппированы вблизи игольчатого радиатора корпуса, а элементы с наименьшим тепловыделением сгруппированы вблизи ребристого радиатора корпуса, при этом в игольчатом радиаторе выполнена полость, в которую заподлицо с иглами игольчатого радиатора установлен центробежный вентилятор. Панель имеет по меньшей мере одно отверстие для притока воздуха к центробежному вентилятору.
Ребристый радиатор также может служить боковой стенкой корпуса для увеличения поверхности теплообмена с окружающей средой.
Игольчатый радиатор может иметь одну или несколько дополнительных полостей, обеспечивающих повышение эффективности теплообмена за счет более равномерного распределения потоков воздуха от центробежного вентилятора в игольчатом радиаторе.
На отверстие для притока воздуха к центробежному вентилятору может быть установлен съемный воздушный фильтр для снижения уровня загрязнения игольчатого радиатора от воздуха, поступающего через отверстие.
Панель может быть выполнена съемной, что позволяет проводить техническое обслуживание центробежного вентилятора и очищать от мелкодисперсной пыли игольчатый радиатор.
Далее настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых приведен вариант исполнения заявляемого радиоэлектронного устройства.
На фиг. 1 изображено радиоэлектронное устройство.
На фиг. 2 изображено радиоэлектронное устройство со стороны ребристого радиатора.
На фиг. 3 изображен вид радиоэлектронного устройства со снятой панелью со стороны игольчатого радиатора.
На фиг. 4 изображено радиоэлектронное устройство со стороны игольчатого радиатора с установленной панелью.
На фиг. 5 изображен боковой вид радиоэлектронного устройства с дополнительными полостями в игольчатом радиаторе.
На фиг. 6 изображено радиоэлектронное устройство в сборе.
В соответствии с настоящим изобретением радиоэлектронное устройство содержит корпус 1, выполненный из теплопроводящего материала. При этом в корпус 1 интегрированы ребристый радиатор 2 и игольчатый радиатор 3, обеспечивающие охлаждение тепловыделяющих элементов радиоэлектронного устройства. Ребристый радиатор 2 служит боковой стенкой корпуса 1. Игольчатый радиатор 3, также служащий боковой стенкой корпуса 1, имеет полость 4, в которую установлен центробежный вентилятор 5. Съемная панель 6 накрывает игольчатый радиатор 3, тем самым создавая множество каналов, продуваемых с помощью центробежного вентилятора 5, который в свою очередь установлен заподлицо с иглами игольчатого радиатора 3, чтобы не увеличивать габариты радиоэлектронного устройства. Панель 6 имеет отверстие 7, обеспечивающее приток воздуха к центробежному вентилятору 5. На отверстие 7 может быть установлен съемный воздушный фильтр 8, предотвращающий засорение каналов игольчатого радиатора 3 пылью. Для более равномерного распределения потоков воздуха во всех направлениях игольчатого радиатора 3 и, как следствие, более эффективного теплообмена, игольчатый радиатор 3 может иметь одну или несколько дополнительных полостей 9, образованных за счет частичного удаления игл игольчатого радиатора 3.
В процессе работы радиоэлектронного устройства, особенно характеризующегося повышенной мощностью (например, приемопередатчика на базе SDR), необходимо поддерживать его стабильный тепловой режим. Охлаждение тепловыделяющих элементов, размещенных внутри корпуса радиоэлектронного устройства, осуществляется передачей выделяемого тепла от них к корпусу 1, выполненному из теплопроводного материала, посредством механического контакта. Для повышения эффективности теплоотвода тепловыделяющие элементы распределены внутри корпуса 1 так, чтобы тепловыделяющие элементы с малой мощностью, следовательно, и с малым тепловыделением, были сгруппированы вблизи ребристого радиатора 2 корпуса 1, а тепловыделяющие элементы с большой мощностью, следовательно, и с большим тепловыделением, были сгруппированы вблизи игольчатого радиатора 3, охлаждаемого центробежным вентилятором 5.
Часть корпуса 1, выполненная в виде ребристого радиатора 2, обеспечивает пассивное охлаждение тепловыделяющих элементов радиоэлектронного устройства посредством естественной конвекции. Другая часть корпуса 1, выполненная в виде игольчатого радиатора 3, предпочтительно с установленным в полость 4 центробежным вентилятором 5 и съемной панелью 6, обеспечивает активное охлаждение тепловыделяющих элементов радиоэлектронного устройства. Съемная панель 6, установленная так, чтобы накрывать все иглы игольчатого радиатора 3, создает множество каналов, продуваемых воздухом при помощи центробежного вентилятора 5, приток воздуха к которому обеспечен отверстием 7 в панели 6 (движение потоков воздуха на фиг.4 показано стрелками). Для очистки поступающего через отверстие 7 воздуха установлен воздушный фильтр 8. Кроме того, для обеспечения более равномерного распределения потоков воздуха в игольчатом радиаторе 3 посредством частичного удаления игл могут быть выполнены дополнительные полости 9.
Таким образом, заявленное радиоэлектронное устройство позволяет значительно повысить эффективность отведения тепла от размещаемых в нем тепловыделяющих элементов с одновременным повышением эффективности теплообмена между корпусом радиоэлектронного устройства и окружающей средой и тем самым позволяет обеспечить стабильный тепловой режим работы радиоэлектронного устройства.