本发明公开了一种可二维扩展的相控阵散热架构，所述相控阵散热架构包括：全阵结构框架和若干模块化子阵，所述模块化子阵集成有：子阵天线阵面、转接板、子阵结构框架、穿透式液冷模块和传导冷却模块，所述模块化子阵以子阵结构框架为承载基础，形成独立单元结构；所述全阵结构框架内二维平面内并排布置有若干安装格腔，各模块化子阵分别安装于各安装格腔内，从而若干个模块化子阵通过全阵结构框架实现二维拼接扩展组成全阵。通过本发明相控阵散热架构的结构设计，满足了大型相控阵的模块化扩展需求，降低大型相控阵的系统复杂度和成本、缩短大型相控阵系统的研制周期、提升系统维护性。