某相控阵雷达T/R组件热仿真与热测试

本文以有源相控阵天线为主要研究对象,对其散热需求进行仿真分析,以14个T/R组件组成结构体作为满阵天线散热的最小散热单元,分别验证铸铝ADC12和锻铝6063两种材料的T/R单元在风道内的散热情况。通过仿真分析和试验验证证明,该雷达总体热设计方案完全能满足实际工作要求。该种散热方法对类似设备的整体热设计有一定的参考价值。     

两相冲击强化换热激光二极管用单片热沉

针对大功率激光二极管(LD)的冷却需求,基于沸腾-空化耦合效应,以及场协同理论,研制了一种微通道两相冲击强化相变热沉,封装腔长1.5 mm的LD线阵。实验测试了连续功率LD输出0~100 W时的电-光转换效率以及电流-输出功率等特性,冷却工质采用R134a,磁驱齿轮泵电机转速23 Hz时热沉热阻为0.211℃/W。结果显示微通道相变热沉具有良好的取热能力,能够满足大功率LD的散热要求。与改进前的热沉相比,基于场协同理论优化了的两相冲击热沉,热阻明显下降。     

泡沫石墨基复合相变材料储热过程的数值研究

采用数值仿真的方法,对填充单一相变材料(石蜡、Cerrolow-136合金(49%Bi-21%In-18%Pb-12%Sn))和泡沫石墨基复合相变材料的相变温控装置（Phase change thermal control component,PTCC）的储热性能进行研究,对比分析两类温控装置对电子发热元件表面温度的控制效果。结果表明：在芯片功率为25W、工作时长30min条件下,含泡沫石墨基复合相变材料的PTCC对芯片表面的温度控制比含有单一相变材料的控制温度更低,并且对于芯片到达温度上限（75℃）的控制时间也有所延长。泡沫石墨材料的应用提高了相变材料的储热性能,同时也满足了电子设备的温控要求。     

基于推挽式结构大功率放大器热分析

本文为了验证大功率功率放大器在强迫风冷散热方式下的散热效果，设计了一款基于推挽式结构的大功率放大器，通过理论分析计算散热方案，使用ICEPAK散热软件仿真验证理论计算结果。考虑到功放耗散功率较大，最终采用强迫风冷和热沉的散热方式对功放进行散热。本文设计基于LDMOS功率管型号为MRF13750H，仿真设计在单频点915 MHz，输入功率35dBm时，输出功率达615W，效率为74%，耗散功率约达290 W，理论计算所需风机的风量大小为2.54 m³/min。ICEPAK软件进行仿真在耗散功率在300 W时，功率管温度为71.25℃，风机工作点为3.86 m³/min,工作静压力为201 Pa。仿真验证满足设计要求。     

星载SAR相控阵天线一体化热设计

介绍了星载相控阵天线一体化热设计的方法,利用不同的仿真软件分析了天线热分布、结构变形等情况,通过建立热变形对天线电性能影响的仿真模型,验证热设计是否能满足电性能要求,并以电性能最优为目标实现最优的热设计。最后,针对星载SAR天线产品验证文中设计方法的工程可实现性。     

一种Ka频段高效率圆极化宽角扫描波导缝隙相控阵天线

该文提出一种新型小尺寸、低剖面、“f”字型波导缝隙圆极化器,高度仅1/6波长,宽度约2/5波长。基于该圆极化器,设计了一种高效率、低剖面、圆极化脊波导缝隙线阵天线。为满足空间应用中对轻质、高效率、圆极化、±60°宽角扫描相控阵天线的需求,采用该线阵天线作为阵元设计、仿真并实现了16阵元Ka频段脊波导缝隙相控阵天线。仿真和实测结果表明,该相控阵天线可实现1维±60°宽角扫描。在扫描角范围内,相控阵天线的轴比小于4.1 dB,增益下降小于4.3 dB。在0°扫描角工作时,天线的实测增益为35.9 dBi,辐射效率接近85%。     

一种Ka频段高效率圆极化宽角扫描波导缝隙相控阵天线

该文提出一种新型小尺寸、低剖面、"f"字型波导缝隙圆极化器,高度仅1/6波长,宽度约2/5波长.基于该圆极化器,设计了一种高效率、低剖面、圆极化脊波导缝隙线阵天线.为满足空间应用中对轻质、高效率、圆极化、±60°宽角扫描相控阵天线的需求,采用该线阵天线作为阵元设计、仿真并实现了16阵元Ka频段脊波导缝隙相控阵天线.仿真和实测结果表明,该相控阵天线可实现1维±60°宽角扫描.在扫描角范围内,相控阵天线的轴比小于4.1 dB,增益下降小于4.3 dB.在0°扫描角工作时,天线的实测增益为35.9 dBi,辐射效率接近85％.     

新型高效冷却热沉设计及其流体热力学模拟

为了满足高功率密度的激光二极管列阵叠层的封装需求,设计了新型小通道高效冷却热沉,并利用Ansys-Fluent软件模拟了它的热特性和冷却水的流动特性。相对于传统的宏通道热沉,小通道热沉的有效散热面积的增加大大提高了其散热效果。同样的散热需求下,小通道热沉所需冷却水水流流速更低,因此也就降低了对水冷机的水压要求。对于不同散热要求的高功率密度激光二极管叠层封装的热沉设计,可根据本文所述的流体热力学模拟方法及其详细的数据分析,对该类小通道热沉进行结构参数优化、热特性仿真及所需冷却水流速的预估。所设计的高效冷却小通道热沉结构具有加工简单,成本低,且方便耐用、寿命长等优点,是高功率密度激光二极管叠层器件封装的有效散热热沉结构。     

毫米波多功能有源相控阵天线设计与实现

为了满足某型雷达的性能要求,显著提高其作战效能,提出了一种基于单脊波导宽边缝隙阵的毫米波多功能有源相控阵天线系统设计与实现方案。阐述了该相控阵天线系统的设计原理和组成架构,并对涉及的关键技术进行了详细分析。在理论分析与仿真设计的基础上,研制了该相控阵天线工程样机并对其进行了相关实验验证。实测结果表明,该毫米波多功能有源相控阵天线系统性能优良可靠,可满足总体技术指标要求。     

相变热控在高空光学遥感器CCD组件中的应用

为保证高空光学遥感器CCD组件所需的温度水平,利用石蜡类材料的相变储热特性,设计了一种相变热控方案。分析了相变热控中封装容器及导热增强体材料。利用热平衡方程,计算了相变材料用量,设计了封装容器及导热增强体。通过CCD组件热试验测试了热控方案的热控效果。结果表明:在CCD组件连续工作2 h情况下,未采用相变热控方案的CCD组件温度范围为18～41.4℃,而采用相变热控方案的温度范围为18～28℃,满足热控指标要求。该相变热控已成功应用于某高空光学遥感器,可以作为其他航空光学遥感器CCD组件热控设计的参考。