本文關(guān)鍵詞：相控陣天線冷板熱仿真與熱設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 有源相控陣雷達天線 T/R組件 仿蜂窩通道 熱設(shè)計 熱仿真

【摘要】：隨著我國航空實力不斷提高,多型號、多類型先進戰(zhàn)機的相繼服役,雷達天線作為戰(zhàn)機的“眼睛”,其探測距離、追蹤目標不斷增強。其中,機載有源相控陣雷達天線由于其高效、高性能受到了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注與重視。機載有源相控陣雷達中,核心部件是T/R組件,一個天線陣面上能夠集成上千個T/R組件以及幾萬個功率晶體管,它們構(gòu)成一個巨大的發(fā)熱體。有源相控陣天線由于集成度高、空間間隔小,導(dǎo)致散熱困難。因此,如何有效對T/R組件進行散熱便成為了相控陣天線設(shè)計的關(guān)鍵核心問題�；诖�,本文以某機載有源相控陣天線為研究對象,根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點,設(shè)計出符合該相控陣天線結(jié)構(gòu)的冷板。主要工作包括:(1)單塊冷板熱設(shè)計及仿真。對常規(guī)通道拓撲結(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),研究仿蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)冷板,分別設(shè)計三種仿蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)冷板。通過熱仿真分析,對比了直流道冷板、S型流道冷板以及仿蜂窩拓撲結(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。對天線陣面T/R組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了介紹,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。針對雷達天線模型多尺度問題,研究了器件級、板級、系統(tǒng)級建模簡化方法,對三種建模方法從網(wǎng)格數(shù)量、基板溫度誤差、外殼溫度誤差等方面進行了對比,為后續(xù)雷達整體模型仿真提供支撐。(3)相控陣天線冷板熱設(shè)計及優(yōu)化。對有源相控陣雷達進行簡了要介紹,對某機載有源相控陣雷達散熱需求作了闡述,接著以某機載有源相控陣雷達天線為對象進行熱仿真,對仿真結(jié)果進行分析,根據(jù)分析結(jié)果,針對原相控陣雷達冷板散熱能力不佳的問題,結(jié)合仿蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)冷板,將仿蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)冷板運用到原天線冷板上,對其進行優(yōu)化,并對優(yōu)化后的相控陣天線雷達仿真,仿真結(jié)果表明,優(yōu)化后的天線雷達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)在仿蜂窩拓撲結(jié)構(gòu)冷板的流動形態(tài)等方面,均優(yōu)于原相控陣雷達,滿足設(shè)計所需。
【關(guān)鍵詞】：有源相控陣雷達天線 T/R組件 仿蜂窩通道 熱設(shè)計 熱仿真
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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)的國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 微小通道技術(shù)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 有源相控陣雷達散熱設(shè)計國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.1 有源相控陣雷達散熱設(shè)計國外研究現(xiàn)狀14
• 1.3.2 有源相控陣雷達散熱設(shè)計國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線15-17
• 1.4.1 研究內(nèi)容15-16
• 1.4.2 技術(shù)路線16-17
• 第二章 單塊冷板熱仿真及流道結(jié)構(gòu)設(shè)計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 直線型拓撲結(jié)構(gòu)微小通道23-26
• 2.2.2 S型拓撲結(jié)構(gòu)通道26-29
• 2.2.3 仿蜂窩狀拓撲結(jié)構(gòu)流道冷板29-38
• 2.3 仿蜂窩通道冷板與常規(guī)通道冷板對比38-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 第三章 天線陣面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 組件簡化建模方法研究46-57
• 3.3.1 組件詳細建模的熱仿真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 有源相控陣天線熱仿真與熱設(shè)計59-79
• 4.1 有源相控陣雷達概述及散熱需求59-61
• 4.1.1 有源相控陣雷達概述59-60
• 4.1.2 有源相控陣雷達散熱需求60-61
• 4.2 有源相控陣天線熱仿真61-71
• 4.2.1 有源相控陣雷達模型建立及簡化61-63
• 4.2.2 有源相控陣雷達的網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)置63-65
• 4.2.3 有源相控陣雷達仿真計算65-71
• 4.3 有源相控陣天線冷板熱設(shè)計及熱仿真71-77
• 4.3.1 有源相控陣仿蜂窩流道冷板的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計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82-85

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