Una estructura de antena integrada con un canal de refrigeración incorporado.

Una estructura de antena integrada (100) que comprende:

Un elemento radiante

(130) que puede actuar para recibir o transmitir energía electromagnética;

Un canal de refrigeración (140) encapsulado directamente dentro y rodeado por el elemento radiante (130), proporcionando el canal de refrigeración (140) una función de intercambio de calor al recibir al menos una parte de un refrigerante fluido, transfiriendo al menos una parte de la energía térmica procedente del elemento radiante (130) hacia el refrigerante fluido recibido, y dispensando al menos una parte del refrigerante fluido recibido hacia fuera del canal de refrigeración (140), caracterizada por el hecho de que el canal de refrigeración (140) está formado por una superficie interna (232) del elemento radiante (130), y en el que el canal de refrigeración (140) incluye una estructura que aumenta la superficie (234).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10189266.

Solicitante: RAYTHEON COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 870 WINTER STREET WALTHAM, MA 02451-1449 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: WILSON,JAMES S.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > ANTENAS (elementos radiantes o antenas para calentamiento... > Detalles de dispositivos asociados a las antenas... > H01Q1/02 (Dispositivos de desescarche; Dispositivos de secado)

PDF original: ES-2505490_T3.pdf

 

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Una estructura de antena integrada con un canal de refrigeración incorporado.
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Fragmento de la descripción:

Una estructura de antena integrada con un canal de refrigeración incorporado CAMPO DE LA TÉCNICA DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere por lo general al campo de sistemas de refrigeración y, más en particular, a una estructura de antena integrada con un canal de refrigeración incorporado.

ANTECEDES DE LA INVENCIÓN

Una variedad de diferentes tipos de estructuras pueden generar calor o energía térmica durante su funcionamiento. Para evitar que tales estructuras se sobrecalienten, puede utilizarse una variedad de diferentes tipos de sistemas de refrigeración para disipar la energía térmica, incluyendo placas refrigerantes. Tal estructura de refrigeración se describe por ejemplo en US 3553702.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con una realización de la invención, una estructura de antena integrada comprende una pluralidad de elementos radiantes, canales de refrigeración encapsulados directamente dentro de cada uno de la pluralidad de elementos radiantes, una toma de entrada para un fluido y una salida de fluido. Cada uno de la pluralidad de elementos radiantes recibe o transmite energía electromagnética. Los canales de refrigeración están formados por una superficie interna de los elementos radiantes e incluyen estructuras que aumentan la superficie. La toma de entrada de fluido y la salida de fluido están en comunicación con cada uno de los canales de refrigeración. Cada uno de los canales de refrigeración aporta una función de intercambio de calor al recibir al menos una parte de un refrigerante fluido procedente de la toma de entrada de fluido, que transfiere al menos una parte de la energía térmica desde el respectivo elemento radiante a la parte recibida del refrigerante fluido, y que dispensa al menos una parte del refrigerante fluido recibido fuera del canal de refrigeración hacia la salida de fluido.

Ciertas realizaciones de la invención pueden proporcionar numerosas ventajas técnicas. Por ejemplo, una ventaja técnica de una realización puede Incluir la capacidad de minimizar un recorrido térmico para el calor producido dentro de una estructura de antena, proporcionando así un mejor control térmico ya sea localmente como a nivel de la estructura de la antena. Otras ventajas técnicas de otras realizaciones pueden incluir la capacidad de minimizar el peso de la estructura de antena integrada al tener el ¡ntercambiador de calor formando parte de la antena. Aún otras ventajas técnicas de otras realizaciones pueden incluir la capacidad de minimizar el número de piezas para construir la estructura de antena integrada. Todavía otras ventajas técnicas de otras realizaciones pueden incluir la capacidad de minimizar el volumen de empaquetamiento global necesario para la estructura de antena integrada.

Aunque se han enumerado anteriormente ventajas concretas, diversas realizaciones pueden incluir todas, algunas o ninguna de las ventajas mencionadas. Adicionalmente, otras ventajas técnicas pueden resultar fácilmente evidentes para un experto en la materia después de revisar las siguientes figuras y descripción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una comprensión más completa de realizaciones de ejemplo de la presente invención y sus ventajas, se hace ahora referencia a la siguiente descripción, tomada en conjunto con los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 ilustra un sistema con refrigeración integrada, de acuerdo con una realización;

Las figuras 2A y 2B ilustran un sistema con refrigeración integrada, de acuerdo con una realización;

La figura 3 muestra una técnica para incorporar canales de refrigeración en un elemento radiante, de acuerdo con una realización; y

La figura 4 es un diagrama de bloques de una realización de componentes de un sistema de refrigeración que pueden utilizarse en conjunto con otras realizaciones aquí descritas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Se sobreentenderá desde el principio que a pesar de que se ilustran seguidamente realizaciones de ejemplo de la presente invención, la presente invención puede aplicarse utilizando cualquier número de técnicas, ya sean actualmente conocidas, existentes o no. La presente invención no se limitará a las realizaciones de ejemplo, dibujos y técnicas ilustradas seguidamente, incluyendo las realizaciones y la aplicación ilustrada y descrita en esta memoria. Adicionalmente, los dibujos no están necesariamente dibujados a escala.

Antenas expuestas a condiciones de temperatura adversa pueden experimentar distorsiones estructurales no deseadas. A su vez, tales distorsiones estructurales pueden degradar el comportamiento en la frecuencia de radio - especialmente cuando el comportamiento deseado depende del mantenimiento del control de tolerancia ajustado de las distancias y/o características dentro de los elementos radiantes de la antena. Intentos para combatir tales

distorsiones térmicas habitualmente implican el uso de placas refrigerantes separadas. Sin embargo, con frecuencia es pequeño o no existe espacio para tales placas refrigerantes. Dadas tales dificultades, las enseñanzas de ciertas realizaciones reconocen que características de refrigeración pueden encapsularse directamente en los elementos radiantes de una antena.

La figura 1 ilustra un sistema 100 con refrigeración integrada, de acuerdo con una realización. El sistema 100 de la figura 1 incluye electrónica 110, electrónica 120, placa 160, una pluralidad de elementos radiantes 130, y una pluralidad de canales de refrigeración 140.

Las electrónicas 110, 120 están generalmente dispuestas en cualquier lado de una placa 160. Durante el funcionamiento, la electrónica 110 puede comunicarse con la electrónica 120 que, a su vez, puede comunicarse con los elementos radiantes 130 en la recepción y transmisión de energía electromagnética u otros tipos de energía.

En particular, ajustes y para funciones particulares, el comportamiento de los elementos radiantes 130 puede depender de una distancia (representada con las flechas 150A, 150B) entre elementos radiantes 130. Sin embargo, tal como se ha descrito anteriormente, los elementos radiantes 130 pueden estar expuestos a temperaturas, ya sea debido al medio ambiente exterior en el que los elementos radiantes 130 están situados o debido a una recepción de energía calorífica, por ejemplo, procedente de la electrónica, tales como las electrónicas 110, 120.

Para evitar distorsiones potenciales en los elementos radiantes 130 y disipar cualquier acumulación de energía térmica (algunas veces referida como calor) en los elementos radiantes 130, se han encapsulado directamente canales de refrigeración 140 en los elementos radiantes 130. En realizaciones particulares, estos canales de refrigeración 140 Incluyen refrigerantes fluidos que absorben la energía térmica procedente de los elementos radiantes 130 y disipa tal energía térmica hacia un disipador térmico, incluyendo, pero no limitado al aire ambiental u otros disipadores térmicos adecuados. Al integrar los canales de refrigeración 140 directamente en los elementos radiantes 130, la energía térmica solamente necesita realizar un recorrido muy corto desde el elemento radiante 130 hacia el canal de refrigeración 140. En realizaciones particulares, tal recorrido térmico puede ser corto con relación a un recorrido térmico en el que la energía térmica se transfiere a una placa refrigerante separada.

En realizaciones particulares, los canales de refrigeración 140 también pueden absorber la disipación de energía térmica de la energía térmica procedente de las electrónicas 110 y/o 120 para evitar la acumulación de energía térmica en tales electrónicas 110 y/o 120. En otras realizaciones, las electrónica 110 y/o 120 pueden estar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una estructura de antena integrada (100) que comprende:

Un elemento radiante (130) que puede actuar para recibir o transmitir energía electromagnética;

Un canal de refrigeración (140) encapsulado directamente dentro y rodeado por el elemento radiante (130), proporcionando el canal de refrigeración (140) una función de intercambio de calor al recibir al menos una parte de un refrigerante fluido, transfiriendo al menos una parte de la energía térmica procedente del elemento radiante (130) hacia el refrigerante fluido recibido, y dispensando al menos una parte del refrigerante fluido recibido hacia fuera del canal de refrigeración (140), caracterizada por el hecho de que el canal de refrigeración (140) está formado por una superficie interna (232) del elemento radiante (130), y en el que el canal de refrigeración (140) incluye una estructura que aumenta la superficie (234).

2. La estructura de antena integrada (100) según la reivindicación 1, que comprende además un material de efecto mecha dentro del canal de refrigeración (140).

3. La estructura de antena integrada (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:

Una estructura electrónica (110) en comunicación con el elemento radiante (130); y

Una estructura (160) que divide la estructura de antena integrada (100) en un lado frontal y un lado posterior, estando la estructura electrónica (110) situada en el lado posterior y estando el elemento radiante (130) y el canal de refrigeración (140) situados en el lado frontal.

4. La estructura de antena integrada (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:

Un refrigerante fluido;

Una toma de entrada de fluido (280A) en comunicación con el canal de refrigeración (140);

Una salida de fluido (280B) en comunicación con el canal de refrigeración (140), el canal de refrigeración (140) que puede actuar para recibir al menos una parte del refrigerante fluido procedente de la toma de entrada de fluido (280A) sensiblemente en forma de un líquido, y el canal de refrigeración (140) además puede actuar para dispensar al menos una parte del refrigerante fluido recibido hacia la salida de fluido (280B) al menos parcialmente en forma de vapor; y

en el que la energía térmica procedente del elemento radiante (130) provoca que el refrigerante fluido recibido en forma de líquido hierva y se vaporice en el canal de refrigeración (140) de modo que al menos una parte del refrigerante fluido recibido absorbe la energía térmica procedente del elemento radiante (130) a medida que al menos la parte del refrigerante fluido recibido cambia de estado.

5. La estructura de antena integrada (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:

Un segundo elemento radiante (130) operativo para recibir o transmitir energía electromagnética; y un segundo canal de refrigeración (140) encapsulado directamente dentro del segundo elemento radiante (130), proporcionando el segundo canal de refrigeración (140) una función de intercambio de calor al recibir un refrigerante fluido, transfiriendo al menos una parte de la energía térmica procedente del segundo elemento radiante (130) al refrigerante fluido, y dispensando el refrigerante fluido fuera del canal de refrigeración (140), y opcionalmente o preferentemente, comprendiendo además:

Un refrigerante fluido;

Una toma de entrada de fluido (280A) en comunicación con el canal de refrigeración (140) y el segundo canal de refrigeración (140); y

Una salida de fluido (280B) en comunicación con el canal de refrigeración (140) y el segundo canal de refrigeración (140), la toma de entrada de fluido (280A) que puede actuar para introducir al menos una parte del refrigerante fluido en cada canal de refrigeración (140) y el segundo canal de refrigeración (140), y la salida de fluido (280B) que puede actuar para recibir al menos una parte del refrigerante fluido introducido procedente del canal de refrigeración (140) y el segundo canal de refrigeración (140).

6. La estructura de antena integrada (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el canal de refrigeración (140), que incluye el fluido dentro, aporta adicionalmente una función eléctrica que forma parte del elemento radiante (130).

7. La estructura de antena integrada (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura comprende además un controlador de presión (451) que actúa para controlar una presión del refrigerante fluido en el canal de refrigeración (140) para que sea inferior a una presión ambiente de un medio externo en el que está contenida la estructura de antena integrada (100).

8. La estructura de antena integrada (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:

Una pluralidad de elementos radiantes (130), cada uno de la pluralidad de elementos radiantes (130) capaces de actuar para recibir o transmitir energía electromagnética;

Un canal de refrigeración (140) encapsulado directamente dentro de cada una de la pluralidad de elementos radiantes (130), estando los canales de refrigeración (140) formados por una superficie Interna (232) de los elementos radiantes (130);

Una toma de entrada de fluido (280A) en comunicación con cada uno de los canales de refrigeración (140);

y

Una salida de fluido (280B) en comunicación con cada uno de los canales de refrigeración (140), proporcionando cada uno de los canales de refrigeración (140) una función de intercambiador de calor al: Recibir al menos una parte de un refrigerante fluido procedente de la toma de entrada de fluido (280A), Transferir al menos una parte de energía térmica procedente de los respectivos elementos radiantes (130) a la parte recibida del refrigerante fluido, y

Dispensar al menos una parte del refrigerante fluido recibido fuera del canal de refrigeración (140) hacia la salida de fluido (280B).

9. La estructura de antena Integrada (100) según la reivindicación 8, que comprende además:

El refrigerante fluido, en el que

Los canales de refrigeración (140) pueden actuar para recibir al menos una parte del refrigerante fluido procedente de la toma de entrada de fluido (280A) sensiblemente en forma de un líquido, y los canales de refrigeración (140) además pueden actuar para dispensar al menos una parte del refrigerante fluido recibido hacia la salida de fluido (280B) al menos parcialmente en forma de vapor; y la energía térmica procedente de los elementos radiantes (130) provoca que el refrigerante fluido recibido en la forma de un líquido hierva y se evaporice en los canales de refrigeración (140) de modo que al menos una parte del refrigerante fluido recibido absorbe la energía térmica procedente de los elementos radiante (130) a medida que al menos una parte del refrigerante fluido recibido cambia de estado.

10. La estructura de antena integrada (100) según la reivindicación 8, que comprende además:

Una estructura electrónica (110) en comunicación con cada uno de los elementos radiantes (130); y una estructura (160) que divide la estructura de antena integrada (100) en un lado frontal y un lado posterior, estando la estructura electrónica (110) situada en el lado posterior y los elementos radiantes (130) y los canales de refrigeración (140) estando situados en el lado frontal.

11. Un método para refrigerar la estructura de antena Integrada (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el método:

Introducir un refrigerante fluido en el canal de refrigeración (140) formado por la superficie interna (232) del elemento radiante (130), incluyendo el canal de refrigeración (140) una estructura que aumenta la superficie (234);

Disipar al menos una parte de la energía térmica procedente del elemento radiante (130) hacia el refrigerante fluido introducido en el canal de refrigeración (140); y

Dispensar al menos una parte del refrigerante fluido introducido fuera del canal de refrigeración (140), conteniendo el refrigerante fluido dispensado al menos una parte de la energía térmica procedente del elemento radiante (130).

12. El método de la reivindicación 11, en el que

El refrigerante fluido se Introduce en el canal de refrigeración (140) sensiblemente en forma de un líquido, y el refrigerante fluido se dispensa fuera del canal de refrigeración (140) al menos parcialmente en forma de vapor; y

La energía térmica procedente del elemento radiante (130) provoca que el refrigerante fluido en forma de un líquido hierva y se vaporice en el canal de refrigeración (140) de modo que el refrigerante fluido absorbe el calor del elemento radiante (130) a medida que el refrigerante fluido cambia de estado.

13. El método de la reivindicación 11 o 12,

(I) en el que el canal de refrigeración (140), que Incluye dentro el fluido, proporciona adlclonalmente una f unción eléctrica al formar parte del elemento radiante (130); o

(¡I) en el que una presión del refrigerante fluido en el canal de refrigeración (140) está controlada por un controlador de presión para que sea inferior a una presión ambiental de un medio externo en el que la contenida la estructura de antena integrada (100).