相控陣T/R組件微通道設計及散熱性能研究
發(fā)布時間：2020-12-13 22:03
隨著MEMS技術的發(fā)展,電子元器件的集成度越來越高,熱流密度也逐漸增大,高效的散熱技術成為研究熱點。相控陣天線由于在軍事領域和民事領域的重要作用,受到國內外的普遍研究,研究出高性能的相控陣天線變得愈發(fā)迫在眉睫,而天線的熱設計是提高其性能的關鍵指標,因此相控陣天線有著較高的散熱需求。相比傳統(tǒng)的風冷散熱技術,液冷散熱由于散熱效率高而成為研究主流,其中又以微通道液冷散熱技術為主。一個大型的相控陣天線具有成千上萬個T/R組件,本文針對5×5相控陣T/R組件設計出一個復雜拓撲結構的微通道冷板,通過仿真計算和實驗驗證分析該微通道冷板的散熱性能。本文主要研究內容如下:（1）以5×5相控陣T/R組件為研究對象,基于傳熱學及流體動力學理論,設計一種發(fā)散型隔板式多孔微通道冷板拓撲結構,為實現(xiàn)相控陣T/R組件的縱、橫向電連接以及提高冷板的強度,在通道中還設有六棱柱圓柱通孔,為了便于模型后處理分析,依據(jù)理論及經(jīng)驗將冷板結構做合理性簡化。（2）對微通道冷板進行仿真分析,通過設置熱源的熱流密度、流體工質溫度及流量等非幾何因素的邊界條件,得到仿真溫度云圖及壓降特性,分析不同工況下微通道冷板的散熱性能,歸納總結影響微...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
微通道冷板外部結構
第二章相控陣T/R組件微通道拓撲結構研究13圖2-3圓形陣列通孔與方形陣列通孔散熱最高溫度由表2-2及圖2-3可知，圓形陣列通孔和方形陣列通孔結構的最大溫度均隨著孔徑的增大而逐漸遞減，下降趨勢大致相似，圓形陣列通孔散熱后的最大溫度比方形陣列通孔的最大溫度低，當孔徑為0.1mm時，圓形陣列通孔最大溫度為309.6K，方形陣列通孔最大溫度為310.9K；當孔徑為0.5mm時，圓形陣列通孔最大溫度為300.7K，方形陣列通孔最大溫度為303.0K。當孔徑由0.1mm增長至0.4mm時，二者最大溫度下降趨勢較大，當孔徑由0.4mm增長至0.5mm時，二者最大溫度下降趨勢變校綜合考慮，圓形陣列通孔的散熱特性強于方形陣列通孔，因此本文最終選用0.5mm圓形陣列通孔結構。下圖2-4為0.5mm孔徑下圓形陣列通孔和方形陣列通孔最大溫度云圖。（a）（b）圖2-4不同結構溫度云圖。（a）圓形陣列通孔；（b）方形陣列通孔
第二章相控陣T/R組件微通道拓撲結構研究13圖2-3圓形陣列通孔與方形陣列通孔散熱最高溫度由表2-2及圖2-3可知，圓形陣列通孔和方形陣列通孔結構的最大溫度均隨著孔徑的增大而逐漸遞減，下降趨勢大致相似，圓形陣列通孔散熱后的最大溫度比方形陣列通孔的最大溫度低，當孔徑為0.1mm時，圓形陣列通孔最大溫度為309.6K，方形陣列通孔最大溫度為310.9K；當孔徑為0.5mm時，圓形陣列通孔最大溫度為300.7K，方形陣列通孔最大溫度為303.0K。當孔徑由0.1mm增長至0.4mm時，二者最大溫度下降趨勢較大，當孔徑由0.4mm增長至0.5mm時，二者最大溫度下降趨勢變校綜合考慮，圓形陣列通孔的散熱特性強于方形陣列通孔，因此本文最終選用0.5mm圓形陣列通孔結構。下圖2-4為0.5mm孔徑下圓形陣列通孔和方形陣列通孔最大溫度云圖。（a）（b）圖2-4不同結構溫度云圖。（a）圓形陣列通孔；（b）方形陣列通孔
【參考文獻】：
期刊論文
[1]電極搖動對微細電火花加工微孔深徑比的影響[J]. 朱應寶,余祖元,李劍中,郭學杰,殷國強. 航空制造技術. 2017(03)
[2]電子設備液冷技術研究進展[J]. 周海峰,邱穎霞,鞠金山,瞿啟云,白一峰,李磊. 電子機械工程. 2016(04)
[3]某數(shù)字T/R組件微通道液冷冷板的熱設計[J]. 劉曉紅,江建. 電子機械工程. 2016(02)
[4]3D打印成型微通道冷板[J]. 尹恩懷,安占軍,李超. 科技視界. 2016(11)
[5]微/小通道冷板在某型相控陣天線上的對比分析[J]. 翁夏. 電子機械工程. 2014(05)
[6]微通道冷板在有源相控陣天線上的應用[J]. 王從思,宋正梅,康明魁,普濤,李江江,劉超. 電子機械工程. 2013(01)
[7]芯片冷卻用微通道散熱結構熱流耦合場數(shù)值研究[J]. 徐尚龍,秦杰,胡廣新. 中國機械工程. 2011(23)
[8]激光誘導等離子體加工石英微通道的研究[J]. 馮彩玲,王海旭,秦水介. 激光技術. 2010(04)
[9]新一代有源相控陣雷達T/R組件熱設計[J]. 高玉良,萬建崗,周艷. 武漢理工大學學報. 2009(24)
[10]電子裝備熱控新技術綜述(下)[J]. 平麗浩,錢吉裕,徐德好. 電子機械工程. 2008(02)
碩士論文
[1]相控陣微小通道冷板工藝及散熱實驗研究[D]. 陳加進.電子科技大學 2018
[2]LTCC多芯片功放組件微流道設計及散熱特性研究[D]. 張曉飛.電子科技大學 2017
[3]相控陣天線散熱微通道冷板拓撲結構研究[D]. 吳龍文.電子科技大學 2017
本文編號：2915249
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
微通道冷板外部結構
第二章相控陣T/R組件微通道拓撲結構研究13圖2-3圓形陣列通孔與方形陣列通孔散熱最高溫度由表2-2及圖2-3可知，圓形陣列通孔和方形陣列通孔結構的最大溫度均隨著孔徑的增大而逐漸遞減，下降趨勢大致相似，圓形陣列通孔散熱后的最大溫度比方形陣列通孔的最大溫度低，當孔徑為0.1mm時，圓形陣列通孔最大溫度為309.6K，方形陣列通孔最大溫度為310.9K；當孔徑為0.5mm時，圓形陣列通孔最大溫度為300.7K，方形陣列通孔最大溫度為303.0K。當孔徑由0.1mm增長至0.4mm時，二者最大溫度下降趨勢較大，當孔徑由0.4mm增長至0.5mm時，二者最大溫度下降趨勢變校綜合考慮，圓形陣列通孔的散熱特性強于方形陣列通孔，因此本文最終選用0.5mm圓形陣列通孔結構。下圖2-4為0.5mm孔徑下圓形陣列通孔和方形陣列通孔最大溫度云圖。（a）（b）圖2-4不同結構溫度云圖。（a）圓形陣列通孔；（b）方形陣列通孔
第二章相控陣T/R組件微通道拓撲結構研究13圖2-3圓形陣列通孔與方形陣列通孔散熱最高溫度由表2-2及圖2-3可知，圓形陣列通孔和方形陣列通孔結構的最大溫度均隨著孔徑的增大而逐漸遞減，下降趨勢大致相似，圓形陣列通孔散熱后的最大溫度比方形陣列通孔的最大溫度低，當孔徑為0.1mm時，圓形陣列通孔最大溫度為309.6K，方形陣列通孔最大溫度為310.9K；當孔徑為0.5mm時，圓形陣列通孔最大溫度為300.7K，方形陣列通孔最大溫度為303.0K。當孔徑由0.1mm增長至0.4mm時，二者最大溫度下降趨勢較大，當孔徑由0.4mm增長至0.5mm時，二者最大溫度下降趨勢變校綜合考慮，圓形陣列通孔的散熱特性強于方形陣列通孔，因此本文最終選用0.5mm圓形陣列通孔結構。下圖2-4為0.5mm孔徑下圓形陣列通孔和方形陣列通孔最大溫度云圖。（a）（b）圖2-4不同結構溫度云圖。（a）圓形陣列通孔；（b）方形陣列通孔
【參考文獻】：
期刊論文
[1]電極搖動對微細電火花加工微孔深徑比的影響[J]. 朱應寶,余祖元,李劍中,郭學杰,殷國強. 航空制造技術. 2017(03)
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[4]3D打印成型微通道冷板[J]. 尹恩懷,安占軍,李超. 科技視界. 2016(11)
[5]微/小通道冷板在某型相控陣天線上的對比分析[J]. 翁夏. 電子機械工程. 2014(05)
[6]微通道冷板在有源相控陣天線上的應用[J]. 王從思,宋正梅,康明魁,普濤,李江江,劉超. 電子機械工程. 2013(01)
[7]芯片冷卻用微通道散熱結構熱流耦合場數(shù)值研究[J]. 徐尚龍,秦杰,胡廣新. 中國機械工程. 2011(23)
[8]激光誘導等離子體加工石英微通道的研究[J]. 馮彩玲,王海旭,秦水介. 激光技術. 2010(04)
[9]新一代有源相控陣雷達T/R組件熱設計[J]. 高玉良,萬建崗,周艷. 武漢理工大學學報. 2009(24)
[10]電子裝備熱控新技術綜述(下)[J]. 平麗浩,錢吉裕,徐德好. 電子機械工程. 2008(02)
碩士論文
[1]相控陣微小通道冷板工藝及散熱實驗研究[D]. 陳加進.電子科技大學 2018
[2]LTCC多芯片功放組件微流道設計及散熱特性研究[D]. 張曉飛.電子科技大學 2017
[3]相控陣天線散熱微通道冷板拓撲結構研究[D]. 吳龍文.電子科技大學 2017
本文編號：2915249
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