雷達(dá)發(fā)射機(jī)的冷卻及熱設(shè)計(jì)優(yōu)化分析

陸賽鳳?蔡麗麗

摘 要 雷達(dá)發(fā)射機(jī)是雷達(dá)中的重要設(shè)備之一，雷達(dá)發(fā)射機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中溫度高，所以雷達(dá)發(fā)射機(jī)對(duì)散熱系統(tǒng)的要求很高。本文將詳細(xì)分析雷達(dá)發(fā)射機(jī)的冷卻及熱設(shè)計(jì)，在本文提出相關(guān)有效方案來(lái)解決雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)熱問(wèn)題，希望可以為雷達(dá)發(fā)射機(jī)冷卻提供一些有效可靠的建議。

關(guān)鍵詞 雷達(dá)發(fā)射機(jī);冷卻;熱設(shè)計(jì);優(yōu)化

引言

進(jìn)入21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，促進(jìn)了微電子技術(shù)的發(fā)展，在微電發(fā)展過(guò)程中，電子設(shè)備熱引起廣泛關(guān)注。雷達(dá)發(fā)射機(jī)的發(fā)熱問(wèn)題嚴(yán)重，它又是雷達(dá)中的重要設(shè)備，對(duì)雷達(dá)造成的影響十分嚴(yán)重。雷達(dá)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)功率高，所以發(fā)熱問(wèn)題嚴(yán)重，這個(gè)問(wèn)題是雷達(dá)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)。

1雷達(dá)發(fā)射機(jī)熱設(shè)計(jì)的原則

雷達(dá)發(fā)射機(jī)熱設(shè)計(jì)是促進(jìn)雷達(dá)發(fā)展的重要部分，其中的發(fā)熱問(wèn)題也是阻礙部分。雷達(dá)發(fā)射機(jī)機(jī)通過(guò)在熱源和散熱環(huán)境中選擇熱阻恰當(dāng)?shù)膫鳠崧窂?，而散熱系統(tǒng)在此時(shí)保證電子系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。由此可知，散熱系統(tǒng)是雷達(dá)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)中的重要部分。通過(guò)目前所有的雷達(dá)發(fā)射機(jī)熱設(shè)計(jì)中得到以下設(shè)計(jì)原則[1-2]：第一，在設(shè)計(jì)中要確保冷卻系統(tǒng)的冷卻性能達(dá)標(biāo)，保證冷卻系統(tǒng)能恰當(dāng)?shù)睦鋮s設(shè)備，不對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成影響，讓雷達(dá)在恒溫下正常工作。第二，確保冷卻系統(tǒng)的可靠性，確保它在熱備內(nèi)部能平穩(wěn)運(yùn)行。在主設(shè)備發(fā)生問(wèn)題時(shí)，它能根據(jù)穩(wěn)定內(nèi)部問(wèn)題變更運(yùn)行溫度，或者停止工作，避免發(fā)生二次問(wèn)題。第三，確保冷卻系統(tǒng)處在穩(wěn)定的工作環(huán)境中，在內(nèi)部設(shè)置多余的能量，避免內(nèi)部出現(xiàn)灰塵或者故障時(shí)熱量下降。第四，確保冷卻系統(tǒng)具備完善的維護(hù)系統(tǒng)。在發(fā)生故障后能安全有效處理問(wèn)題，確保雷達(dá)能正常工作。第五，確保冷卻系統(tǒng)的安全性，在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)它進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)，盡量避免設(shè)備出現(xiàn)內(nèi)部故障。第六，確保冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的合理性價(jià)比，以此滿足企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。相信做到以上六點(diǎn)就能讓雷達(dá)發(fā)射機(jī)的冷卻系統(tǒng)有好的保障。

2雷達(dá)發(fā)射機(jī)的冷卻方法

雷達(dá)發(fā)射機(jī)在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)要注意到設(shè)備的總能耗、熱流密度、設(shè)備本身的條件以及設(shè)備周?chē)脑O(shè)備溫度等問(wèn)題。雷達(dá)發(fā)射機(jī)的冷卻系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到每個(gè)環(huán)節(jié)，在最終設(shè)計(jì)中還是要考慮到熱備的表面積和體積，這是散熱的關(guān)鍵點(diǎn)。經(jīng)過(guò)總結(jié)得到以下兩點(diǎn)[3]：第一點(diǎn)，設(shè)備的集中度。設(shè)備集中設(shè)計(jì)可以減小體積，但是會(huì)讓散熱面積變小，散熱慢，對(duì)冷卻系統(tǒng)的溫度設(shè)計(jì)要求高。反之仍然存在問(wèn)題。所以設(shè)計(jì)師要綜合各種情況合理設(shè)計(jì)。第二點(diǎn)，熱備的熱耗功率。熱設(shè)計(jì)要根據(jù)熱備本身的能耗進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，讓設(shè)備的散熱能力達(dá)到最佳。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要根據(jù)散熱能力和溫度變化的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，最終讓散熱效果達(dá)到最佳。

3雷達(dá)發(fā)射機(jī)熱設(shè)計(jì)的優(yōu)化

3.1 電訊和散熱的同步設(shè)計(jì)

電路和散熱的相關(guān)性很強(qiáng)。電路在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到電路之間的相互干擾性和電子通訊。但是電子通訊是雷達(dá)發(fā)射機(jī)的重點(diǎn)部分，所以一般雷達(dá)在設(shè)計(jì)時(shí)要將電子通訊放在第一位，然后再考慮到熱設(shè)計(jì)。在進(jìn)行熱設(shè)計(jì)時(shí)要考慮好與電子通訊之間的關(guān)系，然后合理進(jìn)行熱設(shè)計(jì)。“前端熱設(shè)計(jì)”是處理雷達(dá)發(fā)射機(jī)熱設(shè)計(jì)的一種設(shè)計(jì)思想。它主要是能有效處理散熱系統(tǒng)與電子通訊之間的交互問(wèn)題，能計(jì)算出合理的數(shù)據(jù)，給出一個(gè)大致的設(shè)計(jì)方向，設(shè)計(jì)師再根據(jù)實(shí)際情況具體分析設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，讓熱設(shè)計(jì)方案最佳化。

3.2 細(xì)化散熱層次，降低傳熱熱阻，提高溫控精度

在雷達(dá)發(fā)射機(jī)涉及的過(guò)程中系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)是主流，熱設(shè)計(jì)主要是通過(guò)空調(diào)的調(diào)控，同時(shí)通過(guò)風(fēng)機(jī)和散熱器等相關(guān)軟件來(lái)對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。這能有效解決功率器發(fā)熱的問(wèn)題，能讓設(shè)備處在恒定溫度之中，讓雷達(dá)平穩(wěn)運(yùn)行。系統(tǒng)及散熱系統(tǒng)一般是將自身散發(fā)的熱量向外部風(fēng)散出，從而降低內(nèi)部的溫度。所以內(nèi)部的散熱層和熱阻層的細(xì)設(shè)計(jì)非常重要。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要細(xì)化散熱層，降低傳熱熱阻和提高溫度控制精度。為了更好地設(shè)計(jì)本文提出以下兩種方法[4]：第一，封裝電子設(shè)備對(duì)電子設(shè)備的熱量進(jìn)行控制，或者從整機(jī)出發(fā)對(duì)設(shè)備進(jìn)行整體的溫度控制。第二，對(duì)電子設(shè)備中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，通過(guò)某一點(diǎn)控制整個(gè)設(shè)備的溫度。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，電子元件一般是將產(chǎn)品放入設(shè)計(jì)中，它的熱阻是固定的，設(shè)計(jì)人員也無(wú)法改變，所以設(shè)計(jì)人員只能從封裝設(shè)計(jì)入手，以此來(lái)提高控制溫度的精準(zhǔn)度，能保證電子設(shè)備內(nèi)的溫度穩(wěn)定的向外排出。從細(xì)節(jié)中進(jìn)行設(shè)計(jì)，能讓整體得到平穩(wěn)發(fā)展。

3.3 采用新技術(shù)，有效提高雷達(dá)天線的冷卻能力

電子元件的功率密度極大提高，得益于新技術(shù)的采用。在雷達(dá)設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用了熱管技術(shù)或者微通道技術(shù)等新的冷卻技術(shù)，有效提高了雷達(dá)發(fā)射機(jī)的先進(jìn)性。其中，熱管技術(shù)是十分優(yōu)秀的，他最大限度地提高系統(tǒng)的散熱能力，同時(shí)，它的體積非常小，制造的熱量也比較小，有效促進(jìn)冷卻系統(tǒng)的發(fā)展[5]。十之外，他還能提高設(shè)備的自我防護(hù)性能，他能有效應(yīng)對(duì)外部環(huán)境的惡劣情況，這就減少了雷達(dá)設(shè)備發(fā)生問(wèn)題的概率，提高了它的運(yùn)行效率。微管道技術(shù)是在設(shè)備內(nèi)制造出微尺寸的通道，通過(guò)這個(gè)通道，它可以有效蒸發(fā)設(shè)備中的液體，能有效保證設(shè)備部的清潔度。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，肯定會(huì)產(chǎn)生更多的新技術(shù)，設(shè)計(jì)師將他們投入設(shè)計(jì)，以此促進(jìn)雷達(dá)的發(fā)展進(jìn)步。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上內(nèi)容可知，雷達(dá)發(fā)射機(jī)的熱設(shè)計(jì)是十分重要的，通過(guò)它的重要性，我們可以得知目前我國(guó)雷達(dá)發(fā)射的散熱系統(tǒng)中仍然存在許多問(wèn)題。在雷達(dá)發(fā)射機(jī)熱設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該遵循以上敘述的設(shè)計(jì)原理，并通過(guò)實(shí)際情況設(shè)計(jì)出可靠安全的冷卻系統(tǒng)。希望設(shè)計(jì)師洛陽(yáng)電信和散熱進(jìn)行同步設(shè)計(jì)，并能做好設(shè)備內(nèi)部的細(xì)節(jié)化設(shè)計(jì)，提高設(shè)備的確效率。能進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)雷達(dá)的發(fā)展，讓我國(guó)的雷達(dá)技術(shù)在世界占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。以上內(nèi)容僅為個(gè)人見(jiàn)解，如有不足之處，請(qǐng)諒解。

參考文獻(xiàn)

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[2] 鄧建國(guó)，郝青鵬.雷達(dá)發(fā)射機(jī)的冷卻及熱設(shè)計(jì)優(yōu)化分析[J].通訊世界，2017，（4）：277-278.

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[4] 程寶山，劉宇，郭曉陽(yáng).雷達(dá)發(fā)射機(jī)的冷卻及熱設(shè)計(jì)優(yōu)化分析[J].信息通信，2015，（6）：275.

[5] 孔祥舉.某雷達(dá)發(fā)射機(jī)熱分析與冷卻系統(tǒng)研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2008：131.