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摘 要 雷達發(fā)射機是雷達中的重要設備之一,雷達發(fā)射機在運行過程中溫度高,所以雷達發(fā)射機對散熱系統(tǒng)的要求很高。本文將詳細分析雷達發(fā)射機的冷卻及熱設計,在本文提出相關有效方案來解決雷達發(fā)射機發(fā)熱問題,希望可以為雷達發(fā)射機冷卻提供一些有效可靠的建議。
關鍵詞 雷達發(fā)射機;冷卻;熱設計;優(yōu)化
引言
進入21世紀,科學技術快速發(fā)展,促進了微電子技術的發(fā)展,在微電發(fā)展過程中,電子設備熱引起廣泛關注。雷達發(fā)射機的發(fā)熱問題嚴重,它又是雷達中的重要設備,對雷達造成的影響十分嚴重。雷達發(fā)射機設計時功率高,所以發(fā)熱問題嚴重,這個問題是雷達平穩(wěn)運行的關鍵點。
1雷達發(fā)射機熱設計的原則
雷達發(fā)射機熱設計是促進雷達發(fā)展的重要部分,其中的發(fā)熱問題也是阻礙部分。雷達發(fā)射機機通過在熱源和散熱環(huán)境中選擇熱阻恰當的傳熱路徑,而散熱系統(tǒng)在此時保證電子系統(tǒng)平穩(wěn)運行。由此可知,散熱系統(tǒng)是雷達發(fā)射機設計中的重要部分。通過目前所有的雷達發(fā)射機熱設計中得到以下設計原則[1-2]:第一,在設計中要確保冷卻系統(tǒng)的冷卻性能達標,保證冷卻系統(tǒng)能恰當的冷卻設備,不對設備運行造成影響,讓雷達在恒溫下正常工作。第二,確保冷卻系統(tǒng)的可靠性,確保它在熱備內部能平穩(wěn)運行。在主設備發(fā)生問題時,它能根據穩(wěn)定內部問題變更運行溫度,或者停止工作,避免發(fā)生二次問題。第三,確保冷卻系統(tǒng)處在穩(wěn)定的工作環(huán)境中,在內部設置多余的能量,避免內部出現灰塵或者故障時熱量下降。第四,確保冷卻系統(tǒng)具備完善的維護系統(tǒng)。在發(fā)生故障后能安全有效處理問題,確保雷達能正常工作。第五,確保冷卻系統(tǒng)的安全性,在設計時要對它進行保護設計,盡量避免設備出現內部故障。第六,確保冷卻系統(tǒng)的設計的合理性價比,以此滿足企業(yè)的經濟效益。相信做到以上六點就能讓雷達發(fā)射機的冷卻系統(tǒng)有好的保障。
2雷達發(fā)射機的冷卻方法
雷達發(fā)射機在設計冷卻系統(tǒng)時要注意到設備的總能耗、熱流密度、設備本身的條件以及設備周圍的設備溫度等問題。雷達發(fā)射機的冷卻系統(tǒng)在設計時要考慮到每個環(huán)節(jié),在最終設計中還是要考慮到熱備的表面積和體積,這是散熱的關鍵點。經過總結得到以下兩點[3]:第一點,設備的集中度。設備集中設計可以減小體積,但是會讓散熱面積變小,散熱慢,對冷卻系統(tǒng)的溫度設計要求高。反之仍然存在問題。所以設計師要綜合各種情況合理設計。第二點,熱備的熱耗功率。熱設計要根據熱備本身的能耗進行調節(jié)設計,通過合理的設計數據,讓設備的散熱能力達到最佳。在設計過程中要根據散熱能力和溫度變化的相關數據進行調整,最終讓散熱效果達到最佳。
3雷達發(fā)射機熱設計的優(yōu)化
3.1 電訊和散熱的同步設計
電路和散熱的相關性很強。電路在設計時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發(fā)射機的重點部分,所以一般雷達在設計時要將電子通訊放在第一位,然后再考慮到熱設計。在進行熱設計時要考慮好與電子通訊之間的關系,然后合理進行熱設計?!扒岸藷嵩O計”是處理雷達發(fā)射機熱設計的一種設計思想。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題,能計算出合理的數據,給出一個大致的設計方向,設計師再根據實際情況具體分析設計數據,讓熱設計方案最佳化。
3.2 細化散熱層次,降低傳熱熱阻,提高溫控精度
在雷達發(fā)射機涉及的過程中系統(tǒng)熱設計是主流,熱設計主要是通過空調的調控,同時通過風機和散熱器等相關軟件來對環(huán)境溫度進行調節(jié)。這能有效解決功率器發(fā)熱的問題,能讓設備處在恒定溫度之中,讓雷達平穩(wěn)運行。系統(tǒng)及散熱系統(tǒng)一般是將自身散發(fā)的熱量向外部風散出,從而降低內部的溫度。所以內部的散熱層和熱阻層的細設計非常重要。在設計過程中,要細化散熱層,降低傳熱熱阻和提高溫度控制精度。為了更好地設計本文提出以下兩種方法[4]:第一,封裝電子設備對電子設備的熱量進行控制,或者從整機出發(fā)對設備進行整體的溫度控制。第二,對電子設備中的節(jié)點進行控制,通過某一點控制整個設備的溫度。在設計過程中,電子元件一般是將產品放入設計中,它的熱阻是固定的,設計人員也無法改變,所以設計人員只能從封裝設計入手,以此來提高控制溫度的精準度,能保證電子設備內的溫度穩(wěn)定的向外排出。從細節(jié)中進行設計,能讓整體得到平穩(wěn)發(fā)展。
3.3 采用新技術,有效提高雷達天線的冷卻能力
電子元件的功率密度極大提高,得益于新技術的采用。在雷達設計過程中,采用了熱管技術或者微通道技術等新的冷卻技術,有效提高了雷達發(fā)射機的先進性。其中,熱管技術是十分優(yōu)秀的,他最大限度地提高系統(tǒng)的散熱能力,同時,它的體積非常小,制造的熱量也比較小,有效促進冷卻系統(tǒng)的發(fā)展[5]。十之外,他還能提高設備的自我防護性能,他能有效應對外部環(huán)境的惡劣情況,這就減少了雷達設備發(fā)生問題的概率,提高了它的運行效率。微管道技術是在設備內制造出微尺寸的通道,通過這個通道,它可以有效蒸發(fā)設備中的液體,能有效保證設備部的清潔度。在未來的發(fā)展過程中,肯定會產生更多的新技術,設計師將他們投入設計,以此促進雷達的發(fā)展進步。
4結束語
通過以上內容可知,雷達發(fā)射機的熱設計是十分重要的,通過它的重要性,我們可以得知目前我國雷達發(fā)射的散熱系統(tǒng)中仍然存在許多問題。在雷達發(fā)射機熱設計中,設計師應該遵循以上敘述的設計原理,并通過實際情況設計出可靠安全的冷卻系統(tǒng)。希望設計師洛陽電信和散熱進行同步設計,并能做好設備內部的細節(jié)化設計,提高設備的確效率。能進一步促進我國雷達的發(fā)展,讓我國的雷達技術在世界占據優(yōu)勢地位。以上內容僅為個人見解,如有不足之處,請諒解。
參考文獻
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[5] 孔祥舉.某雷達發(fā)射機熱分析與冷卻系統(tǒng)研究[D].南京:南京理工大學,2008:131.