某雷达天线T/R组件散热系统设计

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[摘 要]相控阵雷达的T/R组件数量多，发热量高，因此其散热设计也是相控阵雷达微波箱体热设计的重点，本文采用强迫风冷方法，针对某微波箱体，设计了一种T/R组件散热系统，不仅能满足T/R组件的热设计要求，而且有很好的防尘防潮功能。

[关键词]T/R组件 热设计 强迫风冷 风道 仿真分析

中图分类号：TN957 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0395-02

1 引言

电子设备的热控制就是采用必要的措施，为设备和系统提供良好的热环境，保证他们在规定的热环境下正常可靠的工作。目前广泛应用的热控制方法有：自然冷却、强迫风冷和强迫液冷等。 T/R组件是相控阵雷达天线中最重要的组成部分，不仅数量多、发热量高，而且价格昂贵、使用条件要求高，因此T/R组件散热系统设计不仅要保证T/R组件能够在安全的温度范围内工作，同时又要考虑成本、体积、重量、三防及系统本身的可靠性、可维修性等因素。

2 某微波箱体T/R组件散热系统设计

2.1 天线结构布局

某相控阵雷达天线结构布局设计如图1，为方便拆卸和安装，T/R组件要求采用盲插结构，天线阵面共48行，每个T/R组件发热功率为10W，雷达为常年室外工作，要求T/R组件工作温度不超过75℃。

2.2 T/R组件散热结构设计

由于天线的使用环境对天线的外形尺寸要求不高，从维修性及经济成本考虑，采用强迫风冷的散热方式。在强迫风冷中，风道设计是关键的一环，合理设计和安装通风风道对散热效果有很大影响，根据天线的结构布局及环境要求，天线上方及天线阵面不能布置风道的进出风口，因此进出风口只有设计在天线左右两侧、天线下方或者中间“凹”形空间内；由于T/R组件数量多，且要求盲插，因此设计中将T/R组件分为四组，左右对称；如图2所示，天线微波箱体两侧为进风风道，出风风道在微波箱内馈电网络下；进风口在进风风道下方，出风口分别在微波箱“凹”形空间及天线阵面下。

为使T/R件达到最好散热效果，每个T/R组件采用独立风道，然后与整个进风风道和出风风道连接，T/R组件在装入后散热片处于风道位置，如图3所示，T/R组件独立风道通过插箱形式实现。

设计采用鼓风形式，风机安装在进风口，为使每个T/R组件能获得均匀的风量及风速，进风风道采用锥形设计；风道进风口装防尘网。

2.3 风机选择

T/R组件总热流量。

3 设计仿真验证

由于左右两侧对称，为简化模型，取散热系统的一半进行建模仿真，仿真结果如图4所示。

由图4可知，T/R组件最高温度为334.9K，即最高温度61.6℃，满足T/R组件使用要求。

4 结束语

对于有专门风道的强迫风冷系统，风道的设计尤为重要，在风道设计中应注意：避免采用急剧弯曲和骤然扩张或收缩的风道；风道应尽量短；风道应密封；大型机柜应采用锥形风道；进风口气流阻力应小且有防尘作用；采用光滑材料做风道。本文采用独立风道的散热系统对T/R组件进行散热，不仅结构紧凑，防尘防潮效果好，维修方便而且经济性成本较低，该设计在工程实践中也取得了很好的效果，对电子设备的散热设计也有参考价值。

参考文献

1. 平丽浩、黄普庆、张润逵等编， 雷达结构与工艺， 电子工业出版社，2007年4月

2. 邱成悌，赵殳，蒋全兴等， 电子设备结构设计原理， 东南大学出版社，2005年1月

3. 王健石等编， 电子设备结构设计标准手册， 中国标准出版社，2001年10月

作者简介

史 浩，男，工程师，从事雷达结构设计工作

刘星星，女，助理工程师，从事雷达工艺设计工作

杨 立，男，高级工程师，从事雷达结构设计工作