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固态有源相控阵面热设计研究

宋丹  
【摘要】: 现阶段国内外先进的相控阵雷达均采用了有源相控阵天线,但有源相控阵面内安装有数量庞大的固态有源收发组件(T/R组件)、电源等设备,使其具有组装密度高,热功率密度高等特点。T/R组件作为相控阵天线的核心器件,对温度的要求很高。高效、可靠的散热技术一直是相控阵雷达研制过程的关键技术之一。 本文针对某固态有源相控阵天线的散热问题进行了分析研究。结合相关基础理论知识,首先根据相控阵面的热流密度提出强迫风冷设计方案,利用计算机仿真技术对不同流道参数、散热器参数和冷却气体流速下的阵面温度和流体压力进行了分析,研究各参数对阵面温度的影响,得到强迫风冷下的优化参数,然后对模型进行风冷试验。得出以下结论:强迫风冷虽然能满足壳温小于≤70℃的要求,但其阵面的热稳定性较差。在此之上提出了第二种冷却方案——液体冷却,并对其进行换热计算,设计试验用水路系统;加工生产了试验用冷板等设备,进行了试验验证,最终技术指标全部得到满足。论文对两种方案进行详细对比,深入探讨了两种方案的优缺点。确定液体冷却方案为最优方案。 在文章的最后,对本文的工作进行了总结,并对后续的工作进行了展望。


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