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摘要：發射机在雷达中的作用不容小觑，因其功率密度相对较大，所以对其也提出了更高的要求，以保证具备良好的散热功能。基于此，文章将雷达发射机作为重点研究对象，阐述具体的冷却方法，并提出优化热设计的有效策略，希望有所帮助。
关键词：雷达发射机；冷却；热设计；优化；分析
基于社会经济的快速发展，为科技进步提供了必要的保障，微电子技术产生并取得了理想的成绩。而电子设备热设计也随之进入到人们的视野当中，备受关注。在雷达发射机设计的过程中，应始终遵循具有基本设计原则。而要想全面优化雷达发射机的设计，就一定要高度重视其冷却与热设计的重要性。
一、雷达发射机冷却方法
在雷达发射机方面，选择冷却方法方面需要充分考虑多种因素，特别是设备整体能耗、热流密度与元器件运行时容许的温度升高范围等等。与此同时，雷达发射机冷却的方法必须要提供散热所需的表面积以及体积[1]。站在整体角度展开分析，在选择电子设备冷却方法方面，应注重两方面内容：1）设备自身热损耗的功率；2）设备集中的实际情况。一般来讲，应将电子设备热流密度作为重要的参考，才能够确保所选择的冷却方法科学合理。
实际设计的过程中，也必须对物体温升的状况以及散热的能力予以全面衡量。其中，物体温度升高与散热能力间构成了正相关的关系，所以在设计方面，一定要科学合理地修正热流密度数值。其中，液体冷却主要是对液体比热容以及导热系数予以运用，相较于其他的物态要更大，所以也被当做最佳储热介质，借助液体将散热对象的热量带走。蒸发冷却的方式主要是借助水蒸发的吸热原理，最终实现蒸发散热的目标。
二、雷达发射机热设计基本原则
在雷达发射机热设计方面，最重要的原则就是要尽可能减少热传导热阻通路。热设计的目的就是确保所设计的冷却方案与系统实际需求相适应，并且在热源和散热环境之间合理地选择最低热阻的热传输路径，在散热系统有效性增强的基础上，进一步提高电子系统可靠性[2]。由此可见，在雷达发射机设计中，散热系统设计发挥着重要的作用。所以，必须与设备实际情况相结合，严格遵循以下设计基本原则：
第一，冷却系统冷却性能应符合标准要求，确保雷达发射机的内部电子元件可以充分冷却，并且在特定温度条件下处于正常运行状态；
第二，冷却系统可靠性要高，并且与冷却系统可靠性要求相吻合。与此同时，冷却系统需要事先考虑在雷达发射机散热系统部分损坏亦或是发生故障时，仍然可以在较差环境当中继续运行；
第三，冷却系统环境适应性要满足要求，所以在实际设计方面要预留出特定余量，以免在实际应用过程中使用不合理亦或是灰尘与污垢较多引发流体阻力，对系统自身的散热能力产生负面影响；
第四，冷却系统维护性应理想，便于有效地操作与维修；
第五，冷却系统的设计必须要保证安全；
第六，冷却系统的性价比要具有一定的优势，能够与经济性需求相适应。
三、优化雷达发射热设计的路径
现阶段，在雷达发射机设计方面仍存在诸多不足之处，较为突出的就是热电制冷不具备经济性，且能效比不高，直接影响了实际的使用效果。在这种情况下，必须全面优化雷达发射机的设计工作[3]。
（一）同步开展热设计和电设计工作
通常来讲，在电路布局方面分析，需要以电讯角度为出发点，即电路之间的互相干扰和走线的规范化等等。目前阶段，在雷达热设计的整个过程中，始终会优先开展电讯设计，随后落实热设计，而这同样也彰显出以电路特性为核心的工作思路。选择使用这种设计方法，风道和冷板流道的布局就存在一定的难度，所以，针对雷达发射机的热设计问题，必须要对电讯以及热设计间存在的关系予以灵活处理，尽量同时开展热设计和电设计的工作。其中，在热设计方面，可以将前端热设计思想引入其中，以产品预研以及开发为基础，有效地解决雷达发射机热设计方面存在的问题，并进一步分析和研讨热设计方案的可行性，确保机构设计的准确性，实现热设计方案的全面优化[4]。在将前端热设计思想融入其中的基础上，使得热设计和电设计能够保持同步，对于雷达发射机的热设计优化具有积极的影响。
（二）细化热设计层次
现阶段，雷达电子发射机在热设计方面最主要的模式就是系统级的热设计，全面衡量功率器件发热总功率散热，以有效地规避其超过设计数值。另外，要有效利用空调控制环境的温度，确保元器件选择的合理性。在系统级热设计方面，应向外部直接传输设备运行过程中所形成的总热量，以保证部分组件以及原件可以在容许的温度范围之内正常运行。为了全面优化热设计，就一定要细化其层次，尽可能减少传热热阻。其中，在降低传热热阻方面，一般可以采取两种措施：一方面，严格控制电子元器件，亦或是严格控制设备整体的外热阻，借助封装级的热设计路径；另一方面，要合理地控制电子元器件节点的温度，以保证其能够在容许范围之内正常地运行[5]。
（三）灵活运用新型技术
伴随电子元件功率密度的不断提高，将热管技术与微通道技术等全新冷却技术应用在雷达当中，能够进一步增强雷达发射机自身冷却的效果。热管本身属于高效传热的元件，自身优势相对明显，可以在保证系统本身散热能力增强的同时降低散热系统体积，而且可以更好地抵御恶劣的环境，因而热管技术在雷达散热方面的应用潜力相对较大。通常情况下，电子设备冷却系统会选择使用普通水冷系统，但由于雷达发射机本身的发热密度相对较大，若对普通水冷冷板使用很难与雷达发射机散热需求相适应，所以最好使用冷管冷板，能够取得理想的效果。所谓的微通道技术，主要是借助不同方向的异性刻蚀，在定向硅片中形成微尺寸通道，借助蒸发亦或是直接方式能够将经过微通道液体当中的热量带走。为此，在雷达发射机热设计方面，也可以将微通道换热技术应用在固态器件当中。通过该技术的应用，能够实现单个器件的冷却目标，对电子器件温度予以控制，所以在雷达固态器件中具有一定的适用性。
结束语：
综上所述，当前雷达发射机散热系统在设计方面仍存在一定的问题，所以热设计过程中也一定要遵循散热系统设计的基本原则，增强热设计方案本身的可靠性，不断增强环境的适应力。保证电讯与散热设计同步开展，细化散热层析工作，以保证传热热阻的下降。借助全新的技术，实现雷达发射机冷却效果的不断提升。只有全面贯彻落实雷达发射机热设计工作，才能够实现其冷却与热设计的全面优化。
参考文献：
[1]程宝山，刘宇，郭晓阳等.雷达发射机的冷却及热设计优化分析[J].信息通信，2015（6）：275-275.
[2]袁湘辉.雷达发射机的冷却及热设计优化分析[J].通信电源技术，2017，34（1）：73-74，84.
[3]邓建国，郝青鹏.雷达发射机的冷却及热设计优化分析[J].通讯世界，2017（4）：277-278.
[4]邵奎武，王恒海，张梁娟等.某直升机警戒雷达发射机结构设计[J].电子机械工程，2012，28（5）：32-36.
[5]李康，邵奎武，王恒海等.小型化机载指令发射机的结构设计[J].电子机械工程，2012，28（3）：20-23，35.
简介：罗钧，男 （1977.4--）四川达州人，助理工程师，本科，研究方向：火控雷达发射机。
二作伍怀琪，男（1982.2——），四川资阳人，工程师，本科，研究方向：火控雷达频率综合器。
关键词：雷达发射机；冷却；热设计；优化；分析
基于社会经济的快速发展，为科技进步提供了必要的保障，微电子技术产生并取得了理想的成绩。而电子设备热设计也随之进入到人们的视野当中，备受关注。在雷达发射机设计的过程中，应始终遵循具有基本设计原则。而要想全面优化雷达发射机的设计，就一定要高度重视其冷却与热设计的重要性。
一、雷达发射机冷却方法
在雷达发射机方面，选择冷却方法方面需要充分考虑多种因素，特别是设备整体能耗、热流密度与元器件运行时容许的温度升高范围等等。与此同时，雷达发射机冷却的方法必须要提供散热所需的表面积以及体积[1]。站在整体角度展开分析，在选择电子设备冷却方法方面，应注重两方面内容：1）设备自身热损耗的功率；2）设备集中的实际情况。一般来讲，应将电子设备热流密度作为重要的参考，才能够确保所选择的冷却方法科学合理。
实际设计的过程中，也必须对物体温升的状况以及散热的能力予以全面衡量。其中，物体温度升高与散热能力间构成了正相关的关系，所以在设计方面，一定要科学合理地修正热流密度数值。其中，液体冷却主要是对液体比热容以及导热系数予以运用，相较于其他的物态要更大，所以也被当做最佳储热介质，借助液体将散热对象的热量带走。蒸发冷却的方式主要是借助水蒸发的吸热原理，最终实现蒸发散热的目标。
二、雷达发射机热设计基本原则
在雷达发射机热设计方面，最重要的原则就是要尽可能减少热传导热阻通路。热设计的目的就是确保所设计的冷却方案与系统实际需求相适应，并且在热源和散热环境之间合理地选择最低热阻的热传输路径，在散热系统有效性增强的基础上，进一步提高电子系统可靠性[2]。由此可见，在雷达发射机设计中，散热系统设计发挥着重要的作用。所以，必须与设备实际情况相结合，严格遵循以下设计基本原则：
第一，冷却系统冷却性能应符合标准要求，确保雷达发射机的内部电子元件可以充分冷却，并且在特定温度条件下处于正常运行状态；
第二，冷却系统可靠性要高，并且与冷却系统可靠性要求相吻合。与此同时，冷却系统需要事先考虑在雷达发射机散热系统部分损坏亦或是发生故障时，仍然可以在较差环境当中继续运行；
第三，冷却系统环境适应性要满足要求，所以在实际设计方面要预留出特定余量，以免在实际应用过程中使用不合理亦或是灰尘与污垢较多引发流体阻力，对系统自身的散热能力产生负面影响；
第四，冷却系统维护性应理想，便于有效地操作与维修；
第五，冷却系统的设计必须要保证安全；
第六，冷却系统的性价比要具有一定的优势，能够与经济性需求相适应。
三、优化雷达发射热设计的路径
现阶段，在雷达发射机设计方面仍存在诸多不足之处，较为突出的就是热电制冷不具备经济性，且能效比不高，直接影响了实际的使用效果。在这种情况下，必须全面优化雷达发射机的设计工作[3]。
（一）同步开展热设计和电设计工作
通常来讲，在电路布局方面分析，需要以电讯角度为出发点，即电路之间的互相干扰和走线的规范化等等。目前阶段，在雷达热设计的整个过程中，始终会优先开展电讯设计，随后落实热设计，而这同样也彰显出以电路特性为核心的工作思路。选择使用这种设计方法，风道和冷板流道的布局就存在一定的难度，所以，针对雷达发射机的热设计问题，必须要对电讯以及热设计间存在的关系予以灵活处理，尽量同时开展热设计和电设计的工作。其中，在热设计方面，可以将前端热设计思想引入其中，以产品预研以及开发为基础，有效地解决雷达发射机热设计方面存在的问题，并进一步分析和研讨热设计方案的可行性，确保机构设计的准确性，实现热设计方案的全面优化[4]。在将前端热设计思想融入其中的基础上，使得热设计和电设计能够保持同步，对于雷达发射机的热设计优化具有积极的影响。
（二）细化热设计层次
现阶段，雷达电子发射机在热设计方面最主要的模式就是系统级的热设计，全面衡量功率器件发热总功率散热，以有效地规避其超过设计数值。另外，要有效利用空调控制环境的温度，确保元器件选择的合理性。在系统级热设计方面，应向外部直接传输设备运行过程中所形成的总热量，以保证部分组件以及原件可以在容许的温度范围之内正常运行。为了全面优化热设计，就一定要细化其层次，尽可能减少传热热阻。其中，在降低传热热阻方面，一般可以采取两种措施：一方面，严格控制电子元器件，亦或是严格控制设备整体的外热阻，借助封装级的热设计路径；另一方面，要合理地控制电子元器件节点的温度，以保证其能够在容许范围之内正常地运行[5]。
（三）灵活运用新型技术
伴随电子元件功率密度的不断提高，将热管技术与微通道技术等全新冷却技术应用在雷达当中，能够进一步增强雷达发射机自身冷却的效果。热管本身属于高效传热的元件，自身优势相对明显，可以在保证系统本身散热能力增强的同时降低散热系统体积，而且可以更好地抵御恶劣的环境，因而热管技术在雷达散热方面的应用潜力相对较大。通常情况下，电子设备冷却系统会选择使用普通水冷系统，但由于雷达发射机本身的发热密度相对较大，若对普通水冷冷板使用很难与雷达发射机散热需求相适应，所以最好使用冷管冷板，能够取得理想的效果。所谓的微通道技术，主要是借助不同方向的异性刻蚀，在定向硅片中形成微尺寸通道，借助蒸发亦或是直接方式能够将经过微通道液体当中的热量带走。为此，在雷达发射机热设计方面，也可以将微通道换热技术应用在固态器件当中。通过该技术的应用，能够实现单个器件的冷却目标，对电子器件温度予以控制，所以在雷达固态器件中具有一定的适用性。
结束语：
综上所述，当前雷达发射机散热系统在设计方面仍存在一定的问题，所以热设计过程中也一定要遵循散热系统设计的基本原则，增强热设计方案本身的可靠性，不断增强环境的适应力。保证电讯与散热设计同步开展，细化散热层析工作，以保证传热热阻的下降。借助全新的技术，实现雷达发射机冷却效果的不断提升。只有全面贯彻落实雷达发射机热设计工作，才能够实现其冷却与热设计的全面优化。
参考文献：
[1]程宝山，刘宇，郭晓阳等.雷达发射机的冷却及热设计优化分析[J].信息通信，2015（6）：275-275.
[2]袁湘辉.雷达发射机的冷却及热设计优化分析[J].通信电源技术，2017，34（1）：73-74，84.
[3]邓建国，郝青鹏.雷达发射机的冷却及热设计优化分析[J].通讯世界，2017（4）：277-278.
[4]邵奎武，王恒海，张梁娟等.某直升机警戒雷达发射机结构设计[J].电子机械工程，2012，28（5）：32-36.
[5]李康，邵奎武，王恒海等.小型化机载指令发射机的结构设计[J].电子机械工程，2012，28（3）：20-23，35.
简介：罗钧，男 （1977.4--）四川达州人，助理工程师，本科，研究方向：火控雷达发射机。
二作伍怀琪，男（1982.2——），四川资阳人，工程师，本科，研究方向：火控雷达频率综合器。