雷達發射機的冷卻及熱設計優化分析

陸賽鳳?蔡麗麗

摘 要 雷達發射機是雷達中的重要設備之一，雷達發射機在運行過程中溫度高，所以雷達發射機對散熱系統的要求很高。本文將詳細分析雷達發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射機發熱問題，希望可以為雷達發射機冷卻提供一些有效可靠的建議。

關鍵詞 雷達發射機;冷卻;熱設計;優化

引言

進入21世紀，科學技術快速發展，促進了微電子技術的發展，在微電發展過程中，電子設備熱引起廣泛關注。雷達發射機的發熱問題嚴重，它又是雷達中的重要設備，對雷達造成的影響十分嚴重。雷達發射機設計時功率高，所以發熱問題嚴重，這個問題是雷達平穩運行的關鍵點。

1雷達發射機熱設計的原則

雷達發射機熱設計是促進雷達發展的重要部分，其中的發熱問題也是阻礙部分。雷達發射機機通過在熱源和散熱環境中選擇熱阻恰當的傳熱路徑，而散熱系統在此時保證電子系統平穩運行。由此可知，散熱系統是雷達發射機設計中的重要部分。通過目前所有的雷達發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的冷卻性能達標，保證冷卻系統能恰當的冷卻設備，不對設備運行造成影響，讓雷達在恒溫下正常工作。第二，確保冷卻系統的可靠性，確保它在熱備內部能平穩運行。在主設備發生問題時，它能根據穩定內部問題變更運行溫度，或者停止工作，避免發生二次問題。第三，確保冷卻系統處在穩定的工作環境中，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，確保冷卻系統具備完善的維護系統。在發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，確保冷卻系統的設計的合理性價比，以此滿足企業的經濟效益。相信做到以上六點就能讓雷達發射機的冷卻系統有好的保障。

2雷達發射機的冷卻方法

雷達發射機在設計冷卻系統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。雷達發射機的冷卻系統在設計時要考慮到每個環節，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雷達發射機熱設計的優化

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。“前端熱設計”是處理雷達發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

在雷達發射機涉及的過程中系統熱設計是主流，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境溫度進行調節。這能有效解決功率器發熱的問題，能讓設備處在恒定溫度之中，讓雷達平穩運行。系統及散熱系統一般是將自身散發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，或者從整機出發對設備進行整體的溫度控制。第二，對電子設備中的節點進行控制，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定的向外排出。從細節中進行設計，能讓整體得到平穩發展。

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，有效提高了雷達發射機的先進性。其中，熱管技術是十分優秀的，他最大限度地提高系統的散熱能力，同時，它的體積非常小，制造的熱量也比較小，有效促進冷卻系統的發展[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境的惡劣情況，這就減少了雷達設備發生問題的概率，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，它可以有效蒸發設備中的液體，能有效保證設備部的清潔度。在未來的發展過程中，肯定會產生更多的新技術，設計師將他們投入設計，以此促進雷達的發展進步。

4結束語

通過以上內容可知，雷達發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射的散熱系統中仍然存在許多問題。在雷達發射機熱設計中，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。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化設計，提高設備的確效率。能進一步促進我國雷達的發展，讓我國的雷達技術在世界占據優勢地位。以上內容僅為個人見解，如有不足之處，請諒解。

參考文獻

[1] 袁湘輝.雷達發射機的冷卻及熱設計優化分析[J].通信電源技術，2017，34（1）：73-74，84.

[2] 鄧建國，郝青鵬.雷達發射機的冷卻及熱設計優化分析[J].通訊世界，2017，（4）：277-278.

[3] 曹良強，吳鋼.雷達發射機的冷卻及熱設計優化分析[J].低溫與超導，2008，（4）：48-52.

[4] 程寶山，劉宇，郭曉陽.雷達發射機的冷卻及熱設計優化分析[J].信息通信，2015，（6）：275.

[5] 孔祥舉.某雷達發射機熱分析與冷卻系統研究[D].南京：南京理工大學，2008：131.