陈兴 谢众 陈东星

摘要：介绍了一种轻型多功能雷达的结构设计，分析了各部分的系统组成，进行了热仿真设计，指出了系统存在的技术难点。所做研究对轻型多功能雷达的结构设计优化有一定借鉴作用。

关键词：轻型；热仿真；性能

1.系统组成

雷达结构系统由天线综合单元、操控单元、电站及附件单元、随机备附件等组成。工作方式如图1所示：

雷达结构采用积木化模块形式，单个模块最大重量控制不超过25kg，每个模块相应部位均设有供搬运使用的提手，模块连接均采用锁紧可靠拆卸方便的形式，整个雷达可由3名战士背负或携行机动。

雷达从结构上分成：

a.天线综合单元（含T/R组件、波导、发射前级、分配合成器、天线支座等），重约25kg；

b.操控单元（含终端、接收、信号处理、数据处理等），重约19kg；

c.电站附件单元：重约21kg；

2.天线综合单元

天线采取频相扫窄边波导缝隙阵列形式。天线阵面由64根缝隙波导（单根宽10mm）并排、16个“T/R组件” 及64个“负载”组成；天线阵面上有用蜂窝夹层材料制作的天线罩；缝隙波导与T/R组件之间的连接用同轴转换及SMA-SMP转接器以硬连接形式连接。在天线背面以软连接形式依次布置：1个“环形器”、1组分配合成器、1组驱动板、一组发射前级等。

天线骨架及支座采用碳纤维复合材料，密度为1.6g/cm3，比常用的铝合金材料轻40%左右，且强度好、耐腐蚀、寿命长，可充分满足天线的便携式要求。

3.热仿真设计

天线TR组件计算单个组件发热量：15W；T/R下方肋片为主要散热途径；所选风扇体积流量：0.016m3/s，左右設置2个风扇，中间设置进风口，所建散热模型如图2所示。

通过Icepack软件仿真出的结果如图3所示。

从图中可看出：环境温度为50°时，T/R组件最高工作温度为75.3°，满足组件正常可靠工作的要求；T/R组件之间最大温度差为6°，满足组件工作时的相位一致性要求。

仿真结果可初步验证T/R组件散热系统结构设计方案的可行性。

4.俯仰回转机构

天线旋转和俯仰采用手动形式，其中俯仰机构采用滑杆套筒导向形式，旋转机构采用微型回转支撑形式，机构可与天线之间快速拆开。

5.其他问题

5.1 总重量分配

与总要求相比，方案总重量超出16kg，即雷达系统总重达到81kg，在满足雷达主要使用功能的情况下，采用可拆解结构，使三名操作手携行重量为27 kg/人，可以满足单兵背负重量标准的要求。

5.2 整机架设/撤收

主要工作内容和步骤：

雷达系统编配为三人。一号操作手为雷达主操作手，负责雷达的操作控制；

二号操作手为雷达副操作手，协助主操作手及配套设备的操作；三号操作手负责油机的操作。

6.结语

本文详细介绍了一种轻型多功能雷达的结构设计，通过热设计软件对组件的散热进行仿真，为雷达提供依据。

参考文献

[1] 余建祖，高红霞，谢永奇. 电子 设备热设计及分析技术（第2版）[M ]. 北京：北京航空航天大学出版社，2016.

[2] 王永康. ANSYS Icepak电子散热 基础教程[M ]. 北京：国防工业出版社，2016.

[3] 王永康，张义芳. ANSYS Icepak 进阶应用导航案例[M ]. 北京：中国水利水电出版社，2016.

（作者单位：武汉滨湖电子有限责任公司）