有源相控陣天線小通道冷板的熱仿真分析與熱設(shè)計(jì).pdf

1、從20世紀(jì)60年代開(kāi)始,有源相控陣天線由于巨大的技術(shù)潛力而受到國(guó)內(nèi)外的普遍重視,并得到大力發(fā)展和應(yīng)用。但是,隨著天線的集成度和熱功耗不斷地增加,天線的高組裝密度使得熱設(shè)計(jì)變得尤為重要和突出。天線的熱設(shè)計(jì)與天線的電性能指標(biāo)直接相關(guān),會(huì)影響到天線的探測(cè)、跟蹤和識(shí)別等功能的實(shí)現(xiàn)。而有源相控陣天線的熱功耗主要集中在T/R組件上,天線陣面可能有幾千個(gè)T/R組件和幾萬(wàn)個(gè)功率晶體管,組成了龐大的發(fā)熱體。因此,如何解決這幾千個(gè)T/R組件的發(fā)熱便成了天線

2、熱設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的問(wèn)題。基于此,本文以有源相控陣天線為主要研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行散熱需求分析,以單個(gè)T/R組件為載體深入研究微小通道散熱技術(shù),最后設(shè)計(jì)出新型冷板以解決天線的散熱問(wèn)題。具體工作包括:
　　(1)研究了T/R組件的熱需求和某組件熱仿真分析的詳細(xì)過(guò)程。首先分析有源相控陣天線的結(jié)構(gòu)和散熱系統(tǒng),仔細(xì)介紹了T/R組件的結(jié)構(gòu)與工作特點(diǎn)。然后對(duì)某組件的詳細(xì)模型進(jìn)行熱仿真分析,并對(duì)三種簡(jiǎn)化建模方法進(jìn)行研究,最后提出T/R組件的熱阻模型并計(jì)算

3、,確定T/R組件的冷卻任務(wù),提出合理的冷卻方式。
　　(2)研究了不同因素對(duì)散熱器的壓降和散熱性能的影響,并對(duì)小通道散熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于傳熱學(xué)和計(jì)算流體力學(xué),建立流熱耦合數(shù)學(xué)模型;研究小通道的水力直徑、高寬比、孔隙率以及冷卻液的入口速度對(duì)壓降和散熱性能的單因素影響。闡述了析因設(shè)計(jì)和響應(yīng)面法的基本理論,并基于仿真數(shù)據(jù),通過(guò)析因設(shè)計(jì)和響應(yīng)面優(yōu)化方法對(duì)小通道的多因素參數(shù)進(jìn)行影響因子評(píng)估和設(shè)計(jì)小通道結(jié)構(gòu)參數(shù)與流體參數(shù)。
　　(3