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一种天线系统的热设计

飞

石家庄通信测控技术石家庄050081

:天线系统的热设计是一直是其设计的关键点，文章对天线系统的散热进行了系统的分析，通过对几种散

热方式的对比，确定了强迫风冷的解决方案。文章用IcePak热分析软件对系统进行了仿真分析，首先通过齿高、齿间距及齿

厚的变化对系统的影响对散热齿进行了优化，然后对比不同的进风量对散热结果的影响，确定了较为合理的解决方案。

:天线热设计散热齿优化仿真

1引言

随着天线技术的不断发展，各种元器件的集成度越来越高，散热量也越来越大。天线阵

内的功放模块对温度较为敏感，并且温度一致性要求较高。为了达到容许的温度，提高散热效率、

改善换热环境，对热设计提出了更高的要求。因此，对天线进行较为细致的热设计是非常重要的。

同时激烈的市场竞争要求产品的研制周期大为缩短1，不允许对产品作多次反复设计，必须在产品设计阶段

精确分析系统的热状况，从而保证热设计能满足要求。借用先进计算机技术和软件仿真势在必行。本文以

Icepak热分析软件做为辅助工具，详细介绍天线的热设计。

Icepak软件是全球最大的计算流体力学软件公司——Fluent公司开发的热控分析软件。它利

用Fluent的求解器，专业从事电子设备热设计与仿真。全球绝大多数电子、通讯、电子设备、计算机

等领域的知名企业都将Icepak软件做为热设计分析过程中必不可少的工具。

2天线热设方案

天线由多个组件组成，组件按矩阵方式均匀排列，形成一个大的组合矩阵，

组件中主要散热部件为功放，每个功放热热耗散30W，系统要求功放模块的最高温度不超过50℃，图1

是天线的示意图，多个组件构成一个较大的发热群体。该发热群体能否获得有效冷却已成为研

制天线的关键。

目前，工程上常用的冷却方法有自然冷却、风冷、冷板、热管冷却等几种方法。而又以风冷操作简单、

方便应用最为广泛。风冷的设计思路是将耗散功率较大的器件（如末级放大器）直接固定在金属底板

或散热器上，热量传到散热器上由冷却风带出。冷风由外部风机供给。冷板是一种带有夹层的板，利用夹

层中流过的冷却液带走器件的热量。这种冷却方法需用泵、过滤器、二次冷却换热器、控制阀等庞大的配

套系统，且烦琐，不便采用。本方案暂采用风冷设计，每排设计成一个独立的风道，利用轴流风机输

送冷风。

影响风冷散热的因素有组件的间隙、进风口的风速、散热器的齿高、间距、齿厚等，下面分别就

这几个因素分别进行仿真。

作者简介：，1976.01男工程师/学士机电专业主要研究方向：电子设备结构及热设计

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