相控阵阵面热设计及流量分配研究

为解决某有源相控阵中T/R组件散热及组件之间温度差异问题,文中针对相控阵阵面布局特点,采取冷板并联、流量均分的热设计方案。运用定性分析与数值计算相结合的方法确定阵面总流量及流量分配,根据流量分配对最长冷板进行了热仿真分析,分析结果表明流量分配满足T/R组件散热要求。对于影响T/R组件之间温度差异的流量分配问题,通过定性分析各冷板通路流阻组成,介绍了如何利用等流阻匹配实现流量均分。最后通过全阵T/R组件温度测试验证了热设计方案满足T/R组件散热及组件之间温度差异要求。     

某数字T/R组件微通道液冷冷板的热设计

文中针对某大功率数字T/R组件局部热流密度较高的特点,提出了微通道散热模块与蛇形流道相结合的散热方式,设计了带有微通道模块的液冷冷板,通过仿真分析优化了微通道模块的几何参数,并验证了液冷冷板的散热效果。结果表明：微通道模块对散热效果改善明显,可保障电子元件工作在允许的温度范围内。该设计方式值得在局部热流密度过高的液冷冷板设计中推广应用。     

基于ICEPAK软件的某高功放设备散热方式的改进分析

高功放设备的散热是功放设备是否能正常工作的重要条件,也是高功放设备设计的难点之一。为了提高某高功放设备的散热效果,采用使用纯铜材料取代铝合金材料和在空气冷板中安装热管2种方法,并基于ICEPAK软件对某高功放设备的原散热方式和改进后的散热方式进行了建模和仿真计算,仿真计算的结果表明,改进措施有效,明显提高了散热的效果。     

某相控阵阵面热设计及流量分配研究

为解决某有源相控阵中T/R组件散热及组件之间温度差异问题,文中针对相控阵阵面布局特点,采取冷板并联、流量均分的热设计方案.运用定性分析与数值计算相结合的方法确定阵面总流量及流量分配,根据流量分配对最长冷板进行了热仿真分析,分析结果表明流量分配满足T/R组件散热要求.对于影响T/R组件之间温度差异的流量分配问题,通过定性...     

内置微通道T/R组件壳体设计及试验研究

为了降低界面热阻对微通道散热性能的制约,提出了一种组件壳体内置微通道散热单元的设计架构,以满足新一代高功率芯片T/R组件的热控需求.对内置微通道的传热特性进行数值仿真分析,优选出最佳结构参数组合.基于优选设计参数,整合UV-LIGA微细加工技术、精密扩散焊接技术及微组装技术,完成内置微通道散热单元T/R组件的模拟样件研...     

一种有源相控阵雷达天线环控系统的设计方法

有源相控阵天线中最主要的热源是T/R组件及其供电电源,其散热问题可通过液冷或风冷方式解决。在采用液冷散热方式的有源相控阵天线中,除T/R组件及电源外,单元控制器、高频接收机以及功分网络等分散分布的低功耗组件也应有相应的散热系统,称之为环控系统。文中将天线框架左右侧边梁的中空夹层分别作为送风静压腔及回风腔,并基于全面孔板送风原理,计算出左边梁侧板的开孔尺寸及数量,再通过合理规划风的流动路径完成有源相控阵雷达天线环控系统的设计。以某有源相控阵雷达为例,利用热仿真分析软件并结合工程实际,对其散热模型进行了仿真分析,得到了天线框架内各低功耗器件的表面温度分布图。结果表明,各热源最高温度满足使用要求,从而验证了该环控系统设计方法的正确性与有效性。     

基于ICEPAK软件的某高功放设备散热方式的改进分析

高功放设备的散热是功放设备是否能正常工作的重要务件,也是高功放设备设计的难点之一.为了提高某高功放设备的散热效果,采用使用纯铜材料取代铝合金材料和在空气冷板中安装热管2种方法,并基于ICEPAK软件对某高功放设备的原散热方式和改进后的散热方式进行了建模和仿真计算,仿真计算的结果表明,改进措施有效,明显提高了散热的效果.     

某数字T/R 组件液冷冷板的改进设计

文中针对某数字T/R组件出现的局部过热问题,对原有液冷冷板进行改进设计。组件加工工艺由传统的铣削加工改为一体压铸成型,冷板流道改为铜管嵌装结构,并引入微通道散热技术,分别设计直齿微通道散热模块和菱形柱微通道散热模块。测试结果表明:微通道散热模块对散热效果改善明显,可解决局部过热问题;引入微通道散热模块后冷板流阻有所增加,但在允许范围内;菱形柱微通道散热模块由于边界层重新发展和二次流的产生,散热效果比直齿微通道散热模块好,热流密度越高,改善效果越明显。文中数字T/R组件最终选用直齿微通道散热模块的流道结构。菱形柱微通道散热技术可在更高热流密度的情况下应用。     

T/R组件硅铝合金支耳裂纹仿真分析与改进

为了解决T/R组件硅铝合金支耳在螺钉预紧力下产生裂纹的问题,文中采用有限元仿真和试验方法对T/R 组件及其相关结构进行了研究。首先从装配顺序入手,对分机在装配过程中的力传递情况进行了分析,初步推断出裂纹产生的可能原因;接着采用仿真方法对比分析了改进前后T/R组件支耳在螺钉预紧力下的受力情况,初步证实了改进措施的有效性;最后对改进后的分机结构进行了加速度、随机振动和冲击试验,证实了改进以后的分机满足项目要求。     

某机载毫米波雷达天线仿真热设计

针对某型机载毫米波雷达天线热设计难题,提出了热管结合强迫风冷的新型冷却方式,设计了专用风道。应用数值模拟方法首先对T/R组件进行了热仿真计算,其次对天线背部风机抽风、吹风进行了仿真比较,再对散热翅片和风量分配进行了仿真优化,最后对3 km高空状态进行了仿真计算。计算结果表明,天线背部风机吹风明显好于抽风;翅片厚度0.8 mm,翅片数134,占空比23.8%的翅片结构散热较好;限流板阻力系数为5时风量分配较均匀;高空环境下满足天线工作要求。该方式合理可行,满足系统热设计要求,为同类产品的热设计提供了重要参考。     

基于主动分流的功放芯片阵列的热管理设计

在功放T/R组件阵列化应用需求下,如何分配冷却液,使T/R组件获得良好的均温性是一个迫切需要解决的问题。文中通过仿真和试验设计了一种基于主动分流的功放组件阵列热管理系统。每个阵列单元嵌入一个微型阀,通过温度反馈和比例-积分-微分（Proportion-Integral-Differential, PID）算法来主动控制冷却液流量。试验结果表明,该方案能较好地实现冷却液在末端热沉的按需分配,使得阵列温度分布的一致性较好。     

基于DFx的T/R组件模块布局仿真系统研究

针对传统的T/R组件模块布局方法效率低,花费大的问题,运用并行工程(Concurrent engineering,CE)的思想,基于DFx设计了T/R组件模块布局仿真系统,并对实现系统的各项关键技术进行了研究。该系统建立了T/R组件元件库,通过调用元件库快速建立T/R组件模型,并基于此同一模型的初始布局进行热分析、电磁兼容分析和装配干涉分析,再根据分析反馈进行热、电磁和装配工艺的协同设计,得到优化的T/R组件模块虚拟布局方案和装配工艺。该系统应用于某型雷达T/R组件的设计,取得良好效果。最后指出了此系统进一步完善的方向,即建立专家系统进行分析结果的智能反馈,并根据反馈结果引入遗传算法实现T/R组件模块布局的自动优化。     

风冷有源相控阵天线热设计

T/ R 组件作为天线阵面的主要热源,其最高温和均温性控制是有源相控阵天线热设计的核心内容。文中针对某风冷相控阵天线的热控设计要求,从规划和控制各级传导热阻、接触热阻和对流热阻的全新视角分析了天线阵面的热设计过程,通过仿真对设计进行了优化,并对系统的设计结果进行了热测试,验证了该方法的可行性。     

一种片式T/R组件的热电协同设计方法研究

针对高密度集成有源相控阵雷达系统中的T/R组件存在显著热-电磁性能耦合的问题。提出一种片式T/R组件的多学科建模及仿真设计方法,通过提取T/R组件的结构和电磁单学科特征进行混合建模,建立用于热-电磁协同分析的多学科数模; 对T/R组件多学科数模进行电磁-电路、热-电磁协同分析,获得收发通道的S参数以及实际激励下T/R组件的温度分布; 更换芯片在真实温度下的S参数,通过迭代仿真分析直至T/R组件的热、电磁性能全部满足设计要求。该方法具备模型快速修改、不同物理场之间数据匹配传递等优点,可以实现T/R组件的快速、准确全性能设计。     

封装壳体对高功率器件散热特性影响研究

:针对 Ｔ／Ｒ组件典型封装结构,分析了冷板构型和壳体厚度等参数对组件热性能的影响。结果 表明,当壳体厚度大于１．５ｍｍ 时,当壳体热阻成为影响散热的主要因素,且通过加入高导热材料可以有效 提升芯片和组件的散热能力。     

T/R壳体的表面状态对铟锡润湿性的影响

铝硅封装材料具有低膨胀、高导热、轻质等特点,可作为微波T/R组件的封装壳体材料。然而,在铟锡低温焊接时却出现了焊料不铺展、起球等现象,妨碍了正常的生产。为此,文中对T/R壳体(表面镀镍金的铝硅壳体)的状态与铟锡焊料润湿性的关系进行了探讨。试验统计发现,铟锡焊料的不润湿表观上是因为接触角滞后,实际上是因为受到了T/R壳体表面粗糙度和镍镀层厚度的共同制约。     

高效热扩展技术在干式T/R组件散热中的对比研究

T/R组件散热是有源相控阵雷达领域的重要课题,大功耗、高热流密度器件在冷板上会形成局部热障,产生扩展热阻。文中以干式风冷T/R组件散热为研究对象,采用三维数值模拟方法对铝冷板、金刚石/铜、热管及蒸汽腔等高效热扩展技术进行了对比研究,探讨了导热系数、冷板厚度、对流换热系数对扩展热阻的影响规律。结果表明,提高冷板的等效换热系数是减小扩展热阻、强化传热最有效的途径之一。同时合理优化冷板厚度及散热器对流换热系数能有效降低高热流密度器件的工作温度。