通信装置和通信设备的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域，并且更具体地，涉及一种通信装置和通信设备。


背景技术：

2.目前，低轨商业卫星组网是未来天地网络一体化的研究热点。低轨商业卫星组网是指采用数千颗微小卫星进行低轨组网通信。为降低发射成本，业界通常会采用一发火箭承载多颗卫星的技术将卫星发射上天。因此，卫星的体积和重量通常被严格限制。
3.低轨卫星组网中的通信设备通常包括高算力的处理器，并配合大容量的芯片等来满足基本的通信需要。同时，为保证设备可靠性，通信载荷设备还会增加备份单元，多个器件组合起来导致整个通信载荷设备体积过大。由于这些芯片的功耗往往较高，导致各通信载荷设备热耗高达上百瓦，大功耗的通信载荷设备的散热问题是个亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种通信装置和通信设备，能够提高散热资源利用率，节约散热成本。
5.第一方面，提供了一种通信装置。该通信装置包括：第一单板、第二单板和散热隔板。其中，第一单板包括第一通信芯片，第二单板，包括第二通信芯片，散热隔板用于为第一单板和第二单板散热。其中，第一通信芯片和第二通信芯片位于在散热隔板的不同侧。
6.本技术揭示的通信装置，通过将第一单板和第二单板设置在散热隔板的不同侧，使得第一单板和第二单板能够共享散热资源，有助于提高散热资源利用率，节约散热成本。
7.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述通信装置还包括底座散热基面，散热隔板竖立设置在底座散热基面上。其中，散热隔板和底座散热基面可以是一体设计，也可以是分开的两部分。当两者是分开的两部分时，可以通过机械固定的方法将两者连接起来。
8.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，散热隔板上设置有凸台或凹槽结构，第一通信芯片和第二通信芯片通过凸台或凹槽结构与散热隔板直接或间接接触。其中，当第一通信芯片和第二通信芯片通过凸台或凹槽结构与散热隔板间接接触时，上述通信装置还包括导热材料，第一通信芯片和第二通信芯片的热量通过导热材料导出到散热隔板上。
9.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一单板和第二单板对称固定在散热隔板的不同侧。这样做可以节约设备加工以及安装成本。
10.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述通信装置还包括信号连接器，第一单板通过所述信号连接器与所述第二单板进行通信。这样，第一通信设备可以与第二通信设备传输关于共享散热的信息，能够实现第一单板和第二单板共享散热资源，有助于提高散热资源利用率，节约散热成本。
11.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，散热隔板包括通孔，信号连接器穿过通孔连接第一单板和第二单板。
12.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一单板和第二单板共享散热隔板的方式包括分时复用或负荷分担。其中，负荷分担可以表述为第一单板和第二单板同时进行散热。
13.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，散热隔板和/或底座散热底面的散热材料为铝合金和/或金刚石铝复合材料。
14.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，散热隔板和/或底座散热基面包括热管。这样，通过在散热隔板和/或底座散热基面内部设置热管，可以提升导热效率，有助于减小通信装置的体积。
15.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一单板还包括第三通信芯片，第一通信芯片的功耗大于第三通信芯片的功耗，第一通信芯片与底座散热基面的距离小于第三通信芯片与底座散热基面的距离。
16.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述通信装置还包括用户通信接口和系统控制接口，用户通信接口和系统控制接口位于散热隔板的不同侧。
17.第二方面，提供了一种通信设备。该通信设备包括壳体、电源系统、控制系统以及如第一方面所述的通信装置。其中，壳体用于对电源系统、控制系统以及通信装置进行封装；电源系统用于为控制系统和通信系统提供电力能源；控制系统用于向通信装置发送控制信号。
18.第三方面，提供了一种通信系统。该通信系统包括用户设备、系统控制设备以及如第二方面所述的通信设备。其中，通信设备通过用户通信接口与用户设备进行通信，通过系统控制接口与系统控制设备进行通信。
附图说明
19.图1是一种底座散热基面平铺在卫星热控平台底座的结构示意图。
20.图2本技术实施例提供的第一种通信装置的结构示意图。
21.图3是本技术实施例提供的第二种通信装置的结构示意图。
22.图4是本技术实施例提供的第三种通信装置的结构示意图。
23.图5是本技术实施例提供的第四种通信装置的结构示意图。
24.图6是本技术实施例提供的第五种通信装置的结构示意图。
25.图7是本技术实施例提供的第六种通信装置的结构示意图。
26.图8是本技术实施例提供的第七种通信装置的结构示意图。
27.图9是本技术实施例提供的通信设备的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
29.本技术所提供的设备可以应用于商业航天微小通信卫星，以及其他有体积和重量限制，同时散热要求较高的设备，例如客户终端设备(customer-premises equipment，cpe)、电脑主机、工控设备和嵌入式设备等。
30.以卫星通信为例，传统航天小卫星通信数据量较小，中央处理单元(central processing unit，cpu)算力不高，通信载荷的功耗不大(一般小于20w)，且对成本相对较
低。通常散热方式为将通信或计算设备平铺(少数竖放)在卫星舱内热控平台上。微小卫星上通信载荷、卫星平台控制系统均靠接触传导的方式，将热量传递到热控平台，再由热控平台将热量辐射出去。
31.图1是一种底座散热基面平铺在卫星热控平台底座的结构示意图。如图1所示，底座散热基面120平铺在卫星热控平台底座110上，单板130下方的芯片140与底座散热基面120接触散热，底座散热基面120再与卫星热控平台底座110接触辐射到空间散热。卫星热控平台底座110为微小卫星舱体100的一部分，通过热辐射方式散热，从而可实现零下10度至45摄氏度温度控制。
32.可选地，卫星热控平台底座110上还包括其他系统，例如电源系统、测控系统以及姿轨系统等。
33.对于未来大尺寸(商业通信)设备，一般有多块大功耗的单板，再加上备份单元，如图1所示的直接平铺的方式太占散热平台面积。此外，微小卫星通信，由于系统可靠性需求，往往需要有备份板或其他大功耗板的存在。由于功耗较大，在体积限制下，如图1所示的平铺方式排布占用面积相对较大，可能无法达成备份板或其他大功耗板的安装。同时，备份板并不需要总是开工，或者无需随时满负荷，占用与主用板同等的散热资源，存在空间和散热资源浪费。
34.基于此，本技术提出了一种通信装置和通信设备，以期望能够提高散热资源利用率，节约散热成本。
35.图2本技术实施例提供的第一种通信装置的结构示意图。如图2所示，本技术实施例提供的通信装置200包括单板220、单板230以及散热隔板240，其中，单板220包括通信芯片221，单板230包括通信芯片231。可选地，该通信装置200还包括单板固定柱。
36.其中，单板220也可以称为第一单板，通信芯片221可以称为第一通信芯片。对应的，单板230也可以称为第二单板，通信芯片231可以称为第二通信芯片。
37.散热隔板240用于为单板220和单板230散热，其厚度可以根据单板220和单板230的热仿真结果确定。散热隔板240由第一散热材料构成，例如，第一散热材料可以是铝合金材料。其导热性较好(231w/(m*k))，密度低(2.82g/cm3)，能够有效减小散热隔板的体积，并保证散热性能。又例如，第一散热材料还可以是金刚石铝复合材料，热导率最高可达559w/(m
·
k)，且金刚石铝复合材质硬度更高，同时密度3.5g/cm3。相比铝合金略有增大，但由于其更大的导热系数，传导同等的热量下可减小导热立柱的厚度，使得整体结构的重量比铝合金更轻且体积更小。
38.在本技术实施例中，还可以根据结构设计与受力仿真的结构，在散热隔板240上设计螺纹孔用于安装螺柱或者实现一体式螺柱。例如图2中所示的单板固定柱，用于将单板220和单板230固定在散热隔板240上。
39.单板220和单板230为通信装置200中的散热需求部件。更具体地，单板220上的通信芯片221和单板230上的通信芯片231为需要散热的部件。单板220和单板230可以是完全功能设计一致的两个单板用于分时复用或负荷分担，也可以是不同类型有较大散热需求差异的单板。单板220和单板230安装在散热隔板240的两侧，利用其不同时间或不同大小的散热需求实现对散热资源的共享。例如，单板220散热需求70w，单板230散热需求5w，单板230散热需求较小，则单板220可以共享单板230的散热资源。可选地，单板220也称为主用板，单
板230称为备用板。
40.根据应用场景的不同，该通信装置200可以固定在热控平台、液冷平台或散热片上，以实现快速散热的目的。
41.本技术揭示的通信装置，通过将第一单板和第二单板设置在散热隔板的不同侧，使得第一单板和第二单板能够共享散热资源，有助于提高散热资源利用率，节约散热成本。
42.图3是本技术实施例提供的第二种通信装置的结构示意图。如图3所示，本技术实施例提供的通信装置200还可以包括底座散热基面210。散热隔板240竖立设置在底座散热基面210上。
43.其中，底座散热基面210由第二散热材料构成。第二散热材料可以是上文所述的铝合金和/或金刚石铝复合材料。
44.在本技术实施例中，底座散热基面210和散热隔板240可以是一体式设计，也可以是分离的两部分。当底座散热基面210和散热隔板240是分离的两部分时，可以通过机械固定的方式将两者连接起来。
45.本技术揭示的通信装置，通过将散热隔板竖立设置在底座散热基面上，可以减小该通信装置的体积，有助于提高散热资源利用率，节约散热成本。
46.图4是本技术实施例提供的第三种通信装置的结构示意图。如图4所示，本技术实施例提供的通信装置200的散热隔板240上还可以设置有凸台或凹槽结构。通信芯片221和通信芯片231通过凸台或凹槽结构与散热隔板240直接或间接接触。
47.其中，当通信芯片221和通信芯片231通过凸台或凹槽结构与散热隔板240间接接触时，通信芯片221和通信芯片231和散热隔板240之间还可以包括导热材料，以使得通信芯片221和通信芯片231的热量通过导热材料导出到散热隔板240上。
48.可选地，单板220和单板230对称固定在散热隔板240的不同侧，这样做可以降低设备加工以及安装成本。
49.图5是本技术实施例提供的第四种通信装置的结构示意图。如图5所示，本技术实施例提供的通信装置200还可以包括信号连接器，单板220和单板230可以通过信号连接器进行通信。单板220和单板230通过信号连接器进行通信可以包括单板220与单板230之间互相发送自身散热需求、散热时间等。
50.单板220和单板230通过信号连接器进行通信还可以包括单板220根据自身散热需求以及整体结构的散热能力，向单板230发送指示信息，指示单板230进行何时进行散热或者散热的最大功率等。
51.其中，单板220和单板230共享散热隔板240的方式包括分时复用或负荷分担，负荷分担可以表述为单板220和单板230同时进行散热。
52.作为一种可能的设计，散热隔板240包括通孔，信号连接器穿过通孔连接单板220和单板230。
53.本技术揭示的通信装置，通过设置信号连接器，使得第一通信设备可以与第二通信设备进行通信，传输关于共享散热的信息，能够实现第一单板和第二单板共享散热资源，有助于提高散热资源利用率，节约散热成本。
54.图6是本技术实施例提供的第五种通信装置的结构示意图。如图6所示，本技术实施例提供的通信装置200还可以包括热管。其中，热管位于散热隔板240和/或底座散热基面
210的内部。热管导热系数可高达104w/(m
·
k)，能够将散热隔板240和/或底座散热基面210的热量迅速导出，可以进一步减少散热隔板240和/或底座散热基面210的厚度。其中，热管的长度及形状可根据单板上发热器件(例如，通信芯片)的布局来灵活调整，以使得散热隔板240和底座散热基面210能够达到热平衡，从而加快散热速率。
55.本技术揭示的通信装置，通过在散热隔板和/或底座散热基面内部设置热管，可以提升导热效率，有助于减小通信装置的体积。
56.图7是本技术实施例提供的第六种通信装置的结构示意图。如图7所示，在本技术实施例提供的通信装置200中，单板220可以同时包括通信芯片221和通信芯片222。其中，通信芯片221的功耗大于通信芯片222，因此可以将通信芯片221设置的与底座散热基面210更近一些，以满足整体结构件的散热需求。
57.在本技术实施例中，不在同一单板上的通信芯片，也可以根据其散热需求的大小，灵活调整其与底座散热基面的距离。例如，当位于单板220上的通信芯片221的功耗大于位于单板230上的通信芯片231，则可以将通信芯片221设置的与底座散热基面210更近一些。
58.本技术揭示的通信装置，通过将散热需求较大的通信芯片设置在距离底座散热基面更近的位置，能够满足整体结构件的散热需求，有助于提升散热效率，节约散热成本。
59.图8是本技术实施例提供的第七种通信装置的结构示意图。如图8所展示的侧视结构图，本技术实施例提供的通信装置200还可以包括系统控制接口和用户通信接口。系统控制接口和用户通信接口位于散热隔板240的不同侧，通信装置200通过系统控制接口与系统控制设备进行通信，通过用户通信接口与用户设备进行通信。
60.图9是本技术实施例提供的通信设备的结构示意图。如图9所示，该通信设备900包括壳体、电源系统、控制系统以及前文所述的通信装置200。其中，电源系统为整个通信设备900提供能源，壳体用于保护内部器件，使该通信设备成为一个密封的整体。控制系统包括处理器，可选地，该通信设备900还包括存储器。处理器主要用于对通信协议以及通信数据进行处理，以及对终端设备进行控制，执行软件程序，处理软件程序的数据等。存储器主要用于存储软件程序和数据。
61.当需要发送数据或进行工作时，处理器可以生成指示信息，通过图8所示的系统控制接口发送给如图2至图8中任一实施例所述的通信装置200。通信装置200中的单板220和/或单板230可以根据指示信息进行工作，例如，通过用户通信接口与用户设备进行通信等。
62.其中，控制系统可以存在一个或多个处理器和一个或多个存储器。存储器也可以称为存储介质或者存储设备等。存储器可以是独立于处理器设置，也可以是与处理器集成在一起，本技术实施例对此不做限制。
63.可选地，本技术实施例还提供了一种通信系统。包括用户设备、系统控制设备以及如图9所述的通信设备。其中，通信设备通过用户通信接口与用户设备进行通信，通过系统控制接口与系统控制设备进行通信。
64.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通
信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
65.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
66.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
67.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种通信装置，其特征在于，包括：第一单板、第二单板和散热隔板，其中：所述第一单板包括第一通信芯片；所述第二单板包括第二通信芯片；所述散热隔板，用于为所述第一单板和所述第二单板散热，所述第一通信芯片和所述第二通信芯片位于在所述散热隔板的不同侧。2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括底座散热基面，所述散热隔板竖立设置在所述底座散热基面上。3.根据权利要求1或2所述的通信装置，其特征在于，所述散热隔板上设置有凸台或凹槽结构，所述第一通信芯片和所述第二通信芯片通过所述凸台或所述凹槽结构与所述散热隔板直接或间接接触。4.根据权利要求3所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括导热材料，所述第一通信芯片和所述第二通信芯片的热量通过所述导热材料导出到所述散热隔板上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述第一单板和所述第二单板对称固定在所述散热隔板的不同侧。6.根据权利要求1至5中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括信号连接器，所述第一单板通过所述信号连接器与所述第二单板进行通信。7.根据权利要求6所述的通信装置，其特征在于，所述散热隔板包括通孔，所述信号连接器穿过所述通孔连接所述第一单板和所述第二单板。8.根据权利要求1至7中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述第一单板和所述第二单板共享所述散热隔板的方式包括分时复用或负荷分担。9.根据权利要求2至8中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述散热隔板和/或所述底座散热底面的散热材料为铝合金和/或金刚石铝复合材料。10.根据权利要求2至9中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述散热隔板和/或所述底座散热基面包括热管。11.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述第一单板还包括第三通信芯片，所述第一通信芯片的功耗大于所述第三通信芯片的功耗，所述第一通信芯片与所述底座散热基面的距离小于所述第三通信芯片与所述底座散热基面的距离。12.根据权利要求1至11中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括用户通信接口和系统控制接口，所述用户通信接口和所述系统控制接口位于所述散热隔板的不同侧。13.一种通信设备，其特征在于，包括壳体、电源系统、控制系统以及如权利要求1至12中任一项所述的通信装置，其中：所述壳体用于对所述电源系统、所述控制系统以及所述通信装置进行封装；所述电源系统用于为所述控制系统和所述通信装置提供电源；所述控制系统用于向所述通信装置发送控制信号。

技术总结
本申请提供了一种通信装置和通信设备，该通信装置包括第一单板、第二单板和散热隔板。第一单板包括第一通信芯片，第二单板包括第二通信芯片，散热隔板用于为第一单板和第二单板散热。其中，第一通信芯片和第二通信芯片位于散热隔板的不同侧。本申请揭示的通信装置，通过将第一单板和第二单板设置在散热隔板的不同侧，使得第一单板和第二单板能够共享散热资源，有助于提高散热资源利用率。有助于提高散热资源利用率。有助于提高散热资源利用率。


技术研发人员：郑江权 李丛云 侯洪
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：2022.01.11
技术公布日：2023/7/25