代仕平++史浩

摘 要：T/R組件是相控陣?yán)走_(dá)天線的重要組成部分，在相控陣?yán)走_(dá)中，T/R組件不僅數(shù)量多，發(fā)熱量大，而且價(jià)格昂貴，對(duì)工作環(huán)境要求高。T/R組件的熱設(shè)計(jì)就是要求散熱結(jié)構(gòu)能夠滿足T/R組件在環(huán)境溫度下安全可靠的工作，在熱設(shè)計(jì)中通常用的散熱方式有自然冷卻、風(fēng)冷和液冷。其中風(fēng)冷具有較高的散熱效率且成本較低，因此是T/R組件散熱設(shè)計(jì)優(yōu)先選擇的手段，該文設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單的T/R組件風(fēng)冷系統(tǒng)，將T/R組件與電源安裝在同一個(gè)插箱內(nèi)， 共用進(jìn)出風(fēng)風(fēng)道，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，效果好。

關(guān)鍵詞：相控陣 T/R組件散熱 風(fēng)冷 熱分析

中圖分類號(hào)：TN959 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（b）-0083-02

Design of Heat Dissipating Structure of T/R Component

DAI Shiping SHI Hao

Chengdu Fire-control Technology Center of China South Industries Group Corporatio Chengdu， Sichuan Province， 611731 China

Abstract：T/R module is an important part of phased array radar antenna， In phased array radar.the T/R component requests not only quantity， high quantity of heat， but also high cost， high requirement of work environment. The thermal design of T/R component is able to meet the T/R components in the ambient temperature safe working requirements of heat dissipation structure， cooling mode is usually used in the thermal design of the natural cooling， air cooling and liquid cooling. The air cooling has high cooling efficiency and low cost， so it is the design of assembly of radiating T/R preferred method， This paper describes the design of a simple T/R component cooling system， the T/R component and the power supply are arranged in the same insert box， common import and air， has the advantages of simple structure， low cost， good effect.

Keywords：Phased array；The heat dissipation of T/R component；Air cooling；Heat analysis

在相控陣?yán)走_(dá)中，T/R組件不僅數(shù)量多，發(fā)熱量大，而且成本高，因此T/R組件的熱設(shè)計(jì)是相控陣?yán)走_(dá)天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，目前常用的方法有：自然冷卻、風(fēng)冷和液冷。自然冷卻主要用在T/R組件數(shù)量不多且功率小的陣面上，風(fēng)冷主要用在T/R組件數(shù)量較多且功率較大的陣面上，液冷主要用在T/R組件數(shù)量較多且功率很大的陣面上。在低空監(jiān)視及末端防御等領(lǐng)域應(yīng)用的相控陣?yán)走_(dá)，T/R組件功率通常不是太大，采用風(fēng)冷不僅成本低，且可靠性好，方便維修。

1 某天線T/R組件散熱設(shè)計(jì)

1.1 T/R組件散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

某相控陣?yán)走_(dá)由18行天線組成，為節(jié)約空間，要求每行天線的T/R組件集成為一個(gè)，并采用盲插的方式與天線相連。根據(jù)要求，設(shè)計(jì)T/R組件散熱結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在設(shè)計(jì)中，將T/R組件與電源通過(guò)母板相連，T/R組件與電源共用風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱，由于T/R組件對(duì)工作環(huán)境要求較高，為避免電源發(fā)熱影響到T/R組件工作，進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在T/R組件一端，風(fēng)流經(jīng)T/R組件帶走T/R組件的發(fā)出的熱量后從電源一端的出風(fēng)口（風(fēng)機(jī)安裝在出風(fēng)口抽風(fēng)）流出，電源安裝在出風(fēng)口旁，風(fēng)流出時(shí)同時(shí)帶走電源發(fā)出的熱量。散熱系統(tǒng)的進(jìn)出風(fēng)口均設(shè)置在微波箱后蓋板上，風(fēng)的流向如圖2。

1.2 風(fēng)機(jī)選擇

由于T/R組件18個(gè)，電源2個(gè)，每個(gè)T/R組件發(fā)熱量為30W，每個(gè)電源發(fā)熱量為250W。

總熱流量

根據(jù)熱平衡方程

式中

——空氣的密度 （）

——空氣的比熱 （）

——總熱流量 （）

——冷卻空氣的進(jìn)出口溫差（）

根據(jù)計(jì)算所得的總風(fēng)量及出風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算出所需出口風(fēng)速

雷諾系數(shù)

——運(yùn)動(dòng)粘數(shù)

——風(fēng)道當(dāng)量直徑

查圖表：取，

風(fēng)機(jī)總壓

——阻力系數(shù)

——風(fēng)道長(zhǎng)度

——損失系數(shù)

在出風(fēng)口加裝的防塵罩對(duì)風(fēng)壓損失約20%，因此，風(fēng)機(jī)總壓應(yīng)為51Pa。

某風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)其參數(shù)如下：

工作電壓 DC 24V

額定功率 9W

最大風(fēng)壓 230Pa

最大風(fēng)量

由風(fēng)機(jī)特性曲線，風(fēng)機(jī)工作壓力在51Pa時(shí)風(fēng)量為。

理論所需風(fēng)機(jī)個(gè)數(shù)為，為使每個(gè)T/R組件及電源能獲得均勻的風(fēng)量，應(yīng)將風(fēng)機(jī)均勻排布在出風(fēng)口，因此選用4個(gè)風(fēng)機(jī)。

1.3 設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證

利用熱分析軟件對(duì)T/R組件和電源的散熱進(jìn)行仿真分析，分析結(jié)果如圖3及表1所示。

由表1可知，在環(huán)境溫度為55℃時(shí)，T/R組件和電源最高溫度均在許可范圍內(nèi)，滿足使用要求。

2 結(jié)語(yǔ)

該文設(shè)計(jì)的一種簡(jiǎn)單的T/R組件散熱結(jié)構(gòu)，通過(guò)分析計(jì)算，設(shè)計(jì)符合任務(wù)要求，由于該設(shè)計(jì)中所有設(shè)備采用盲插結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、可維修性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高且成本較低，適合用小功率T/R組件散熱系統(tǒng)。

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