大功率相控阵雷达天馈网络热控技术研究

随着相控阵雷达天线阵面功率-孔径密度越来越大,天馈网络的辐射单元、绕线层电缆等功耗日益增加,其散热设计成为雷达热控系统设计新的关注点。天馈网络相关设备结构形态各异,难与阵面冷却大板形成热紧密装配,且数量成千上万,总功耗达数十千瓦以上,散热难度较大。文中以圆极化天线为例,分析了天馈网络器件发热机理,结合热控要求,提出了热传导和强迫对流散热并重的复合型散热方式,通过热分析计算,借助于天线小面阵热测试,验证了该天馈网络复合型散热方式的有效性,并提出优化散热措施,为大功率相控阵雷达天馈网络的散热需求提供了可行的解决方案。

高热流密度功放芯片冷却用两相流技术研究

功放芯片是现代雷达和电子战设备最重要的发热器件,其中Ga N芯片在T/R组件中得到了越来越广泛的应用。文中针对Ga N芯片热耗大、热流密度高等特点,探讨了从两相流冷却技术角度解决散热问题的工程可行性。分析了两相流冷却原理,提出了用菱形肋微通道冷板来强化对流沸腾换热的方法,并搭建了试验系统对散热性能进行了测试。试验结果证明了两相流冷却技术应用于高热流密度功放芯片散热的有效性和可行性,为未来高热流密度功放芯片的散热提供了可行的解决方案。

真空管雷达发射机热控技术研究

介绍了真空管雷达发射机未来发展趋势。针对真空管雷达发射机发热器件的特点,提出了解决真空管雷达发射机散热问题的热控方案,着重阐述了主要发热器件散热设计和热控系统设计方法;提供了主要发热器件的热设计标准,以及水套的计算流体力学仿真计算结果和油箱、冷板等图片;展望了热控技术的未来挑战以及新型热控技术;提出了热控系统"绿色设计"的环保概念;为雷达热控技术研究提供了一些解决方法,以供实际应用借鉴。

低干度两相流工质在矩形流道冷板内的换热特性实验研究

为了提高电子设备在两相蒸发沸腾冷却换热系统中的冷却效果,对低干度两相流工质R22在矩形流道蒸发冷板内的换热特性进行实验研究。通过调节板式电加热的输入功率来控制工质进入蒸发冷板前的干度,从而得到不同负荷不同干度下系统的换热性能,结果表明:在低干度、低充灌量以及低流量的两相流蒸发冷却系统中,系统的换热能力随着干度的增大而降低。通过分析系统内部压力与流量的关系发现,系统内部压力受气液相比例影响,随系统负荷增大而增大,系统流量随系统内部压力的增大而增大,最终达到特定工况下的最大值。由此可见,低干度、低充灌量、低流量的两相流蒸发冷却系统对电子设备的降温效果是有利的,其可以降低系统能耗,保证系统运行安全,降低系统振动。该结果为板式两相流蒸发冷却系统设计提供了实验依据。

天线阵面沸腾换热的数值分析及优化

为研究雷达天线阵面的冷却降温效果,建立了两相流蒸发冷却模型,并着重分析了沸腾换热在局部高热流密度条件下的换热能力,局部热流高达800kW/m2。采用VOF模型结合用户自定义控制方程,数值计算三维流道内的沸腾传热现象,从气液流动趋势上寻找阻碍换热的因素。结果表明:VOF模型能较好地用于分析气液两相流动中的层状流、泡状流以及气液流动趋势;通过减小弯道处过流面积提高局部流速的方法可以缓解气相在弯道处的汇聚,消除了0.9K的局部过热;对于单侧高热流蒸发的数值分析,蒸发控制方程的调节系数在500左右为宜。温度计算结果与实验结果趋势一致,总体偏差5K左右,数值分析可以用于研究冷板的沸腾换热。

基于裸芯片封装的金刚石/铜复合材料基板性能研究

基板是裸芯片封装中热传导的关键环节。随着微电子技术的发展,组件热流密度越来越大,对新型基板材料的要求越来越高,要求具有高的热导率、低的热膨胀系数以及较低的密度。金刚石/铜复合材料作为新一代基板材料正得到愈来愈多的关注。文中分别通过实验和计算机仿真分析了金刚石/铜复合材料的镀覆性、焊接性以及作为基板材料的热性能。结果表明,金刚石/铜复合材料性能良好,可以作为裸芯片封装的基板材料。

某机载毫米波雷达天线仿真热设计

针对某型机载毫米波雷达天线热设计难题,提出了热管结合强迫风冷的新型冷却方式,设计了专用风道。应用数值模拟方法首先对T/R组件进行了热仿真计算,其次对天线背部风机抽风、吹风进行了仿真比较,再对散热翅片和风量分配进行了仿真优化,最后对3 km高空状态进行了仿真计算。计算结果表明,天线背部风机吹风明显好于抽风;翅片厚度0.8 mm,翅片数134,占空比23.8%的翅片结构散热较好;限流板阻力系数为5时风量分配较均匀;高空环境下满足天线工作要求。该方式合理可行,满足系统热设计要求,为同类产品的热设计提供了重要参考。

某GaAs MMIC功率放大器热特性的电学法测量

与场效应管不同,MMIC功放由于集成了电阻、电容等电子元器件,其热特性的电学法测量非常困难。文中研究并设计了相应的测量方法和装置,利用新型的静态电学法测量了2个GaAs MMIC功率放大器的热特性,得到各层热阻构成和瞬态热阻,并通过结构函数对比发现2个样品的金锡焊接层存在一定的差异。经实验对比发现,静态电学法的热阻测量结果和红外法(10μm)结果相当,但静态电学法具有快速、便捷的优点。

两相冷却与传统冷却系统的性能对比分析

为研究两相系统在电子元件冷却领域的可行性和发展优势,建立以贴有电子元件的测试冷板为核心部件的系统数学模型,采用系统仿真方法研究两相冷却系统的热力学行为,同时与传统水冷在冷却效果、换热极限、系统循环流量方面作对比分析。

微波功率组件基板热阻研究

基于热阻解析模型,对微波功率组件基板热阻进行了理论分析,获得无量纲基板参数与基板热阻的关系曲线。借助于数值仿真计算了基板厚度对微波功率组件芯片温度的影响,并根据理论分析模型,分别测试了不同热耗和不同基板厚度条件下的芯片温度,分析了厚度、热耗和芯片温度的关系。试验结果与理论分析一致,研究结果有助于改善高热流密度微波功率组件的芯片性能。

滑片式工质泵两相流制冷系统探究

建立了滑片式工质泵开口尺寸的数学模型,推导出了其最优开口尺寸公式。以滑片式工质泵为核心搭建了两相流制冷系统测试平台,通过变化流量或者功率的方法获得大量实验数据,借助作图分析法初步验证两相流制冷系统的特点,为进一步研究提供实验依据。

室外行波管发射机小型化的结构设计

介绍了一种室外高功率行波管发射机小型化的结构设计。该发射机具有高功率、高电压、高功耗、室外工作的特点。文中首先给出了发射机室外小型化的结构总体设计方案;然后针对发射机的各个组成模块,从电磁兼容、高压绝缘、高功耗的散热、室外防护等方面考虑,着重解决因室外小型化带来的问题。

省道宁孤线水泉大桥T梁施工工艺研究

近年来随着中国经济的快速发展,科技的进步,交通量的加大。地方公路也逐渐使用T型梁作为桥梁的主要承重结构。在桥梁建设中,T型梁的施工我国早在20世纪五六十年代就建造了许多T型桥梁,80年代以来,伴随着我国桥梁事业的快速发展,后张法T型梁的施工技术及施工工艺被熟练掌握,其良好的受力性质,轻便的结构,方便的安装,得到了桥梁施工单位的普遍认可。本文针对T型梁的施工规划、工艺以及核算进行阐述。

橡胶沥青碎石封层施工质量控制分析

橡胶沥青碎石封层技术结合了橡胶沥青和单粒级石料的优点,通过层铺技术铺成的路面具有良好的黏结性和抗反射裂缝能力,还能达到防水的效果,使用寿命长,在公路建设中应用较广。本文介绍了文章橡胶沥青碎石封层技术,分析了该技术在施工前、施工中、施工后需要注意的质量控制问题。

绕月SAR天线热控设计

合成孔径雷达(SAR)天线是遥感卫星的重要载荷之一,面对月球轨道舱外天线复杂的外热流环境,结合轨道特点,对天线开展了详细的外热流分析,解析了月球环境的热设计难点,进行了针对性的热控设计,解决了极地轨道下天线在一个很大的外热流和极小的外热流间不断循环的问题。采用TMG软件对天线进行了热仿真分析,并利用热模拟件进行了热平衡试验。分析和试验结果表明,天线各单机温度满足指标要求。本文适用于平板SAR天线,对有源SAR天线的热控设计具有一定的借鉴意义。