一种雷达天线前端散热机箱及设计方法与流程

本发明涉及热控制，特别涉及一种雷达天线前端散热机箱及设计方法。

背景技术：

1、随着电子设备的性能与功率要求不断提高，导致其功率密度不断上升。如果不能有效地解决电子设备产生的废热排散和温度控制问题，随之而来的器件内部过高的温度和过大的热应力会直接影响到电子设备的工作性能与可靠性。特别在雷达实际应用过程中，设计一款散热性能优越的散热机箱尤为重要，其散热性能和力学性能是否达标将影响整个雷达前端正常运行，传统的机箱设计机箱功能单一，设计空间余量较大，散热机箱在特定环境中适应性较差，随着雷达前端要求高度模块化，轻量化、小型化的要求下，同时面临设计空间紧促，重量要求苛刻等客观因素，散热机箱除了能够满足快速将热量散掉以外，同时还需在特定环境，如存有灰尘，水汽，水密等条件下对雷达机箱内部电子设备的考验。

技术实现思路

1、为了避免现有技术的不足之处，本发明提供了一种雷达天线前端散热机箱及设计方法，该结构除了满足散热与力学性能及重量要求各项指标外，还具备散热机箱结构防水，防尘，防霉等功能，同时机箱整体设计要便于拆卸，维修的特点。在散热机箱各项设计指标保证达标的条件下，实现雷达整机的正常运行。

2、本发明第一个目的是提供一种雷达天线前端散热机箱，包括本体机箱，所述机箱包括：

3、天线模块和频综模块，设置于所述机箱的同一侧；

4、电源模块和tr组件模块，均设置于所述机箱内的顶部；

5、顶部散热齿，设置于所述机箱内，并位于所述电源模块和tr组件模块的底部；

6、内部散热齿，设置于所述机箱内，并位于所述天线模块的一侧；所述机箱位于所述内部散热齿的相对两侧所对应的侧壁均开设有散热的通孔；以及

7、两个所述通孔处均设置的风机；

8、所述机箱通过螺钉固定于工作台上。

9、优选的，还包括：

10、信处模块，设置于所述机箱位于与所述频综模块相对应的另一侧上。

11、优选的，所述机箱的侧壁上设有用于保护所述天线模块的天线罩；

12、所述机箱的顶部设有顶部机箱盖板；

13、所述机箱的底部设有底部机箱盖板；

14、所述机箱位于所述天线模块对应的另一侧上设有后部机箱盖板。

15、优选的，所述天线罩、顶部机箱盖板、底部机箱盖板以及后部机箱盖板与所述机箱的连接处均设有环形的密封绳；所述机箱开设有用于嵌入部分所述密封绳的密封槽；

16、所述密封绳为b型中空复合导电橡胶绳。

17、优选的，所述顶部散热齿与所述内部散热齿拼装在一起。

18、优选的，所述机箱位于每个所述通孔处均设有风道盖板；

19、每个所述风道盖板均盖设于所述通孔的外侧。

20、优选的，每个所述风机的前端均位于对应所述通孔内；所述内部散热齿位于两个所述风机之间，两个所述风机之间形成对所述内部散热齿散热的风道。

21、优选的，所述机箱位于开设所述通孔的侧壁采用流线型褶皱结构，用于增加所述机箱与周围环境的接触面积。

22、优选的，所述机箱的材质为铝或铝合金。

23、本发明第二个目的是提供一种雷达天线前端散热机箱的设计方法，包括以下步骤：

24、步骤1：依据各模块电气设计参数，迭代设计出结构模型进行初步结构整体布局，设计散热齿，齿高；齿厚；齿间距，优化设计散热齿，减小空气与散热齿之间的流阻，在有限的散热空间内尽量增加各模块与散热齿之间的散热面积，同时减小各组件模块与散热齿之间的接触热阻；

25、步骤2：对初步布局的整体结构采用ansys icepak软件进行数值计算，分析散热性能是否满足参考设计准则，若不满足，重新设计布局，如若满足，执行下一步；

26、步骤3：对满足散热性能要求的模型进行力学分析，使用ansys软件进行瞬态动力学仿真分析，分析机箱在采用螺钉固定时其力学性能是否满足参考准则，若不满足，重新设计布局，如若满足，进行下一步设计；

27、步骤4：对满足散热和力学性能要求的结构模型进行赋予相应的材料密度，进行整体结构模型重量核算，核验是否满足重量设计要求；

28、步骤5：重复执行步骤1～4直到满足散热；力学性能均满足设计参考准则，迭代出整体结构布局；

29、步骤6：重复执行步骤1～4直到满足散热；力学性能均满足设计参考准则，迭代出整体结构布局。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果：

31、本发明提供了一种雷达天线前端散热机箱及设计方法，该机箱在每个散热的部件底部设置散热齿，也就是通过机箱内部设置的顶部散热齿以及内部散热齿，再通过机箱位于内部散热齿的相对两侧所对应的侧壁均开设有散热的通孔，两个通孔处均设置的风机；将内部散热齿位于两个风机之间，两个风机之间形成对内部散热齿散热的风道，为此，通过两风机之间形成的风道，提高机箱内部与空气之间的换热率，有利于散热。

32、本发明提供的散热机箱能够满足将热源热量快速散掉，使机箱内部主要热源部件的表面温度达到许用温度，该散热机箱壁采用流线型设计理念同时满足力学性能及重量指标要求。该散热机箱在解决实际应用过程中还考虑如存有灰尘，水汽，霉菌等恶劣环境条件下环境适应性，该散热机箱具有构形式简单，散热通道独立分离设计，便于结构维修等特点。

技术特征：

1.一种雷达天线前端散热机箱，包括本体机箱(1)，其特征在于，所述机箱(1)包括：

2.根据权利要求1所述的雷达天线前端散热机箱，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的雷达天线前端散热机箱，其特征在于，所述机箱(1)的侧壁上设有用于保护所述天线模块(2)的天线罩(7)；

4.根据权利要求3所述的雷达天线前端散热机箱，其特征在于，所述天线罩(7)、顶部机箱盖板(11)、底部机箱盖板(12)以及后部机箱盖板(15)与所述机箱(1)的连接处均设有环形的密封绳(17)；所述机箱(1)开设有用于嵌入部分所述密封绳(17)的密封槽；

5.根据权利要求1所述的雷达天线前端散热机箱，其特征在于，所述顶部散热齿(8)与所述内部散热齿(9)拼装在一起。

6.根据权利要求1所述的雷达天线前端散热机箱，其特征在于，所述机箱(1)位于每个所述通孔处均设有风道盖板；

7.根据权利要求6所述的雷达天线前端散热机箱，其特征在于，每个所述风机(10)的前端均位于对应所述通孔内；所述内部散热齿(9)位于两个所述风机(10)之间，两个所述风机(10)之间形成对所述内部散热齿(9)散热的风道。

8.根据权利要求1所述的雷达天线前端散热机箱，其特征在于，所述机箱(1)位于开设所述通孔的侧壁采用流线型褶皱结构，用于增加所述机箱(1)与周围环境的接触面积。

9.根据权利要求1所述的雷达天线前端散热机箱，其特征在于，所述机箱(1)的材质为铝或铝合金。

10.一种权利要求1～9任一项所述的雷达天线前端散热机箱的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种雷达天线前端散热机箱及设计方法，本发明涉及热控制技术领域。该机箱包括本体机箱，机箱包括天线模块和频综模块，电源模块和TR组件模块，顶部散热齿，内部散热齿，机箱位于所述内部散热齿的相对两侧所对应的侧壁均开设有散热的通孔；以及两个所述通孔处均设置的风机。本发明通过两风机之间形成的风道，提高机箱内部与空气之间的换热率，有利于散热。

技术研发人员：程杰,余铁军,王永华,张晨光,杨芳红,张思明,杨欢,周海进,常进,田江,石俊峰,李鑫,杨亚兵,潘龙飞
受保护的技术使用者：西安电子工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21