[发明专利]一种基于器件布局的有源相控阵天线Z型流道冷板设计方法

摘要

本发明公开了一种基于器件布局的有源相控阵天线Z型流道冷板设计方法，包括：1)确定各发热器件的位置；2)确定Z型流道的纵向和横向流道位置；3)确定T/R组件Z型流道几何模型；4)计算线阵的温度分布和压降；5)判断是否满足天线热设计指标。本发明提出一种Z型流道冷板的设计方法，通过计算阵面温度分布，判断Z型流道冷板是否满足热设计要求。该方法设计的Z型流道与传统的Z型流道相比，具有更好的散热能力，发热器件最高温度更低，并且有效降低冷板的压降，能够满足天线热设计指标，也能明显降低泵功，增强天线平台工作能力；该方法能够针对不同发热器件分布设计相应的Z型流道，以达到有源相控阵天线的温度要求，具有实际的工程意义。

主权项

一种基于器件布局的有源相控阵天线Z型流道冷板设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)根据T/R组件中各发热器件的布局，确定各发热器件的位置坐标；2)由各个发热器件的位置坐标，进而确定T/R组件Z型流道的纵向流道位置以及Z型流道的入口横向流道位置和出口横向流道位置；3)由T/R组件Z型流道的纵向流道位置以及Z型流道的入口横向流道位置和出口横向流道位置，确定T/R组件Z型流道几何模型；4)根据T/R组件Z型流道几何模型，建立有源相控阵天线线阵的有限元模型，并计算有源相控阵天线线阵的温度分布以及压降；5)根据天线热设计的指标要求，判断计算有源相控阵天线线阵的温度分布以及压降是否满足有源相控阵天线热设计的指标要求，如果满足要求，则有源相控阵天线热设计符合要求；否则，修改阵列天线Z型流道几何截面参数，并重复步骤3)至步骤4)，直至满足要求；所述步骤2)中确定T/R组件Z型流道的纵向流道位置以及Z型流道的入口横向流道位置和出口横向流道位置按照以下步骤进行：2a)根据各发热器件的x方向坐标，以发热器件的x方向坐标作为Z型流道冷板的纵向流道的x方向坐标，从而确定Z型流道冷板的纵向流道位置；如果两片发热器件距离大于Z型流道宽度的2倍，则以发热器件的x方向坐标作为Z型流道冷板的纵向流道的x方向坐标；如果发热器件距离小于Z型流道宽度的2倍，且两片或者两片以上的发热器件的发热功率相差大于10倍，则两片或者两片以上的发热器件共用流道并分为一组，以发热功率较大的发热器件的x方向坐标作为Z型流道冷板的纵向流道的x方向坐标；如果两片或者两片以上的发热器件距离小于Z型流道宽度的2倍，且发热器件的发热功率相差小于10倍，则两片或者两片以上发热器件共用流道并分为一组，采用下式确定Z型流道冷板的纵向流道的x方向坐标x′：x′=x1+(x2-x1)·Q1Q1+Q2]]>式中，Q1、Q2分别为两片发热器件的发热功率，x1为分为一组的两片或者两片以上发热器件中x方向最小的发热器件的坐标，x2为分为一组的两片或者两片以上发热器件中x方向最大的发热器件的坐标，并将共用流道的发热器件分为一组；从而确定Z型流道的纵向流道位置，同时，采用下式确定Z型流道的纵向流道条数N′：N′＝N‑M+L式中，N为发热器件个数，M为共用一条纵向流道的发热器件个数，L为共用流道的发热器件的组数；2b)根据各个发热器件的y方向坐标，确定其中最小y方向坐标为Z型流道入口横向流道y方向坐标，确定其中最大y方向坐标为Z型流道出口横向流道y方向坐标，从而确定Z型流道的入口横向流道位置和出口横向流道位置。