CAMEO凯模CAE案例库-CAMEO-计算机辅助多物理场工程仿真组织.PDF

空间电子技术 2005年第 3期 SPACE ELECTRONIC TECHNOU0GY 55 热设计分析在雷达天线中的应用 谭宗啸 齐 颖 (中国电子科技集团公司第39所，西安710065) 摘 要 通过对雷达天线中的大功率元件散热设计实例，给出了强迫风冷散热风道结 构参数的设计方法和步骤，并采用Fluent公司的热分析软件ICEPAK对风冷散热进行了仿真 验证。 主题词 热设计 散热风道 散热鳍 库 1 引 言 随着雷达技术的发展，大功率单脉冲雷达、相控阵雷达的峰值发射功率已达几十兆瓦。天线馈源 例 馈线中的大功率元件散热问题日益突出。为了提高功率容量，防止微波元件发热烧毁导致系统瘫痪， 风冷、水冷、半导体制冷等技术在国内外其他公司产品中被广泛采用。国外已有热设计模拟分析软 案 件，但由于价格等因素在国内尚未普及应用。文章采用传统的热设计理论对某工程项目中的固态功 E 放进行了热设计，给出了散热风道的结构参数。另外，为了验证设计的可靠性，采用了热分析软件对 A 设计出的散热风道进行了仿真计算。 C 2 热设计中散热方式的选用原则 模 根据热设计理论，物体散热有热传导、对流和热辐射三种途径。在工程应用中一般都采取加强对 流和辐射的方式进行热设计。功率较大时基本上都是采用强迫风冷、水冷等措施。 凯 电子设备的冷却方法取决于设备的热损耗功率及其集中程度，一般按电子设备的热流密度来确 O 定。热流密度是指单位散热面积需散发的热量，单位为W／cm2，图1是温升为40℃时的冷却方式选择 参考图[1l。 E M A C自然散热 0 04 强迫风冷． … ． } Z z 0 31 『 液体冷却 z z 0．62 蒸发冷却 z z z 2 z z z !： 昼 一 瓦／厘米 图1 冷却方式选择图 由于物体的散热能力与其温升成正比，设计中使用图1时，热流密度值需按实际温升进行修正， 修正系数k=At~40。 收稿日期：2005—03—03； 收修改稿日期：2005—04—25 空间电子技术 2OO5年第3期 3 固态化功放模块的热设计 下面以某雷达发射天线功放为例进行热设计。 天线口面尺寸：750mm×375mm 功放输入功率：32 X 54w(32个固态化功放) 功放效率：16．7％ 功放散热器底板温度：75~C 环境极限温度：35℃ 风机流量：22 1／s 根据结构设计布局，将16个功放安装在一个风道上进行散热，如图2所示。该天线共有两个完 全相同的散热风道，为了方便设计，我们仅对其中的一个风道进行热设计分析。 散热鳍 库