本文關(guān)鍵詞：相控陣天線(xiàn)冷板熱仿真與熱設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著我國(guó)航空實(shí)力不斷提高,多型號(hào)、多類(lèi)型先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)的相繼服役,雷達(dá)天線(xiàn)作為戰(zhàn)機(jī)的“眼睛”,其探測(cè)距離、追蹤目標(biāo)不斷增強(qiáng)。其中,機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)天線(xiàn)由于其高效、高性能受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注與重視。機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)中,核心部件是T/R組件,一個(gè)天線(xiàn)陣面上能夠集成上千個(gè)T/R組件以及幾萬(wàn)個(gè)功率晶體管,它們構(gòu)成一個(gè)巨大的發(fā)熱體。有源相控陣天線(xiàn)由于集成度高、空間間隔小,導(dǎo)致散熱困難。因此,如何有效對(duì)T/R組件進(jìn)行散熱便成為了相控陣天線(xiàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵核心問(wèn)題�；诖�,本文以某機(jī)載有源相控陣天線(xiàn)為研究對(duì)象,根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)出符合該相控陣天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的冷板。主要工作包括:(1)單塊冷板熱設(shè)計(jì)及仿真。對(duì)常規(guī)通道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)冷板熱仿真分析,并以分形理論和仿生學(xué)為理論依據(jù),研究仿蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)冷板,分別設(shè)計(jì)三種仿蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)冷板。通過(guò)熱仿真分析,對(duì)比了直流道冷板、S型流道冷板以及仿蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)冷板在相同邊界條件下的散熱能力。(2)T/R組件的熱分析及建模方法研究。對(duì)天線(xiàn)陣面T/R組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹,闡述了T/R組件芯片接收、發(fā)射相位與溫度的關(guān)系,隨后建立了T/R組件的熱阻模型。針對(duì)雷達(dá)天線(xiàn)模型多尺度問(wèn)題,研究了器件級(jí)、板級(jí)、系統(tǒng)級(jí)建模簡(jiǎn)化方法,對(duì)三種建模方法從網(wǎng)格數(shù)量、基板溫度誤差、外殼溫度誤差等方面進(jìn)行了對(duì)比,為后續(xù)雷達(dá)整體模型仿真提供支撐。(3)相控陣天線(xiàn)冷板熱設(shè)計(jì)及優(yōu)化。對(duì)有源相控陣?yán)走_(dá)進(jìn)行簡(jiǎn)了要介紹,對(duì)某機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)散熱需求作了闡述,接著以某機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)天線(xiàn)為對(duì)象進(jìn)行熱仿真,對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析,根據(jù)分析結(jié)果,針對(duì)原相控陣?yán)走_(dá)冷板散熱能力不佳的問(wèn)題,結(jié)合仿蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)冷板,將仿蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)冷板運(yùn)用到原天線(xiàn)冷板上,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)優(yōu)化后的相控陣天線(xiàn)雷達(dá)仿真,仿真結(jié)果表明,優(yōu)化后的天線(xiàn)雷達(dá)在率晶體管的最高溫、T/R組件間的均溫性、冷卻流體工質(zhì)在仿蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)冷板的流動(dòng)形態(tài)等方面,均優(yōu)于原相控陣?yán)走_(dá),滿(mǎn)足設(shè)計(jì)所需。
【關(guān)鍵詞】：有源相控陣?yán)走_(dá)天線(xiàn) T/R組件 仿蜂窩通道 熱設(shè)計(jì) 熱仿真
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V243.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景及研究意義10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 微小通道技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 微小通道技術(shù)的國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 微小通道技術(shù)的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 有源相控陣?yán)走_(dá)散熱設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.1 有源相控陣?yán)走_(dá)散熱設(shè)計(jì)國(guó)外研究現(xiàn)狀14
• 1.3.2 有源相控陣?yán)走_(dá)散熱設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)15-17
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4.2 技術(shù)路線(xiàn)16-17
• 第二章 單塊冷板熱仿真及流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-42
• 2.1 熱仿真基本理論17-22
• 2.1.1 傳熱學(xué)的基本理論17-18
• 2.1.2 熱流耦合的數(shù)學(xué)模型18-22
• 2.2 常規(guī)微小通道冷板熱分析22-38
• 2.2.1 直線(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)微小通道23-26
• 2.2.2 S型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通道26-29
• 2.2.3 仿蜂窩狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)流道冷板29-38
• 2.3 仿蜂窩通道冷板與常規(guī)通道冷板對(duì)比38-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 第三章 天線(xiàn)陣面T/R組件的熱分析及建模方法研究42-59
• 3.1 有源相控陣面T/R組件概述42-43
• 3.2 陣面熱阻模型43-46
• 3.3 組件簡(jiǎn)化建模方法研究46-57
• 3.3.1 組件詳細(xì)建模的熱仿真47-51
• 3.3.2 集總熱容法模型的熱仿真51-53
• 3.3.3 基板等效模型的熱仿真53-54
• 3.3.4 器件等效的熱仿真54-55
• 3.3.5 三種建模方法的對(duì)比及分析55-57
• 3.4 本章小結(jié)57-59
• 第四章 有源相控陣天線(xiàn)熱仿真與熱設(shè)計(jì)59-79
• 4.1 有源相控陣?yán)走_(dá)概述及散熱需求59-61
• 4.1.1 有源相控陣?yán)走_(dá)概述59-60
• 4.1.2 有源相控陣?yán)走_(dá)散熱需求60-61
• 4.2 有源相控陣天線(xiàn)熱仿真61-71
• 4.2.1 有源相控陣?yán)走_(dá)模型建立及簡(jiǎn)化61-63
• 4.2.2 有源相控陣?yán)走_(dá)的網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)置63-65
• 4.2.3 有源相控陣?yán)走_(dá)仿真計(jì)算65-71
• 4.3 有源相控陣天線(xiàn)冷板熱設(shè)計(jì)及熱仿真71-77
• 4.3.1 有源相控陣仿蜂窩流道冷板的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)71-72
• 4.3.2 有源相控陣仿蜂窩流道冷板散熱性能分析72-77
• 4.4 本章小結(jié)77-79
• 第五章 總結(jié)與展望79-81
• 5.1 工作總結(jié)79-80
• 5.2 研究展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85

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