刘继鹏 赵晓东 陈福媛 李宜筠

(西安电子工程研究所 西安 710100)

某相控阵雷达T/R组件热仿真与热测试

刘继鹏 赵晓东 陈福媛 李宜筠

(西安电子工程研究所 西安 710100)

本文以有源相控阵天线为主要研究对象，对其散热需求进行仿真分析，以14个 T/R 组件组成结构体作为满阵天线散热的最小散热单元，分别验证铸铝ADC12和锻铝6063两种材料的T/R单元在风道内的散热情况。通过仿真分析和试验验证证明，该雷达总体热设计方案完全能满足实际工作要求。该种散热方法对类似设备的整体热设计有一定的参考价值。

风冷；有限体积法；热设计

Abstract: Taking active phased array antenna as an object, requirement for its heat dissipation is simulated and analyzed. Heat dissipation of T/R modules made of two materials like cast aluminum ADC 12 and of wrought aluminum 6063 in air duct is verified respectively by taking architecture composed by 14 T/R modules as minimum radiating unit of full array antenna heat dissipation. The radar overall thermal design scheme can meet requirement of practical operation, this is proved by simulation analysis and test verification. This heat dissipating method provides certain reference value for overall thermal design of similar equipment.

Keywords：air cooling; finite-volume method; thermal design

0 引言

随着有源相控阵天线的发展，尤其是在军用领域内大量的应用，有源相控阵天线上的热设计已经成为其整体设计中一个重要内容。由于阵面上分布着大量的排列紧凑的 T/R 组件，造成天线内散热困难，引起 T/R 组件性能下降甚至失效，从而造成天线电性能恶化[1～9]。

本文根据某有源相控阵雷达对固态发射组件散热的要求，基于传热学和计算流体力学，建立流热耦合数学模型，研究了一种典型在相控阵雷达中常见的风冷散热问题，即基于小空间多流阻情况下风冷散热设计中的结构参数与流体参数，为合理工程设计提供设计依据，并试验验证了设计方案的可行性。

2 T/R组件热仿真分析

2.1 T/R组件热仿真分析模型

2.1.1 T/R组件风冷机柜结构

14个T/R组件组成天线的最小散热单元，见图1。风机抽风，每两个T/R组件由一个进风口供风，冷风由进风口进入在组件内部与将两个串联组件内部的T/R单元的翅片上的热量带走。……