[發明專利]一種有源相控陣雷達天線的環控系統設計方法及框架結構

有效

• 申請號: 201810349366.8
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108598657B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 王猛;閆富榮;趙冬竹;王一兵;薛敏
• 申請（專利權）人: 陜西黃河集團有限公司
• 主分類號: H01Q1/00
• 分類號: H01Q1/00;H01Q1/12;H01Q1/42;G06F30/17;G06F30/23
• 代理公司: 西安亞信智佳知識產權代理事務所(普通合伙) 61241
• 代理人: 段國剛

1.一種有源相控陣雷達天線環控系統的設計方法，其特征在于包括下列步驟：

(1)根據有源相控陣雷達天線功耗組件的分布確定天線的框架結構；

(2)利用框架邊梁、后蓋板以及框架中隔板規劃環控系統風的流通路徑；

(3)根據天線框架內安裝功耗組件的熱量計算所需風量；

(4)利用全面孔板送風原理計算邊梁靜壓腔側板的開孔尺寸d_s、孔口間距l以及開孔數目n；

(5)基于等面積原則計算回風側板的開孔直徑D；

(6)根據所需風量及送風靜壓腔壓力損失選擇合適的風機；

(7)利用熱分析分軟件對整個系統進行建模、仿真分析及優化，判斷仿真結果是否滿足有源相控陣天線功耗組件的溫度指標要求，如果滿足則天線環控系統設計合格；否則的話進入下一步驟；

(8)微調開孔尺寸d_s、孔口間距l以及開孔數目n、回風側板的開孔直徑D以及風機的參數，并重復步驟(7)直至滿足要求；

其中，所述邊梁設計為中空結構，所述邊梁包括U型梁和側板，所述側板上設有通風孔，所述邊梁分為左側邊梁和右側邊梁，所述左側邊梁的中空結構為靜壓腔，所述右側邊梁的中空結構為回風夾層，所述框架結構的頂端兩側分別是風機的進風通道及出風通道；

所述流通路徑為：外界環境風從進風通道進入后，把風送入天線所述左側邊梁的所述靜壓腔，當所述靜壓腔的風壓達到一定程度時，風從所述靜壓腔側板上的所述通風孔吹入框架結構內，流經各功耗組件，通過所述右側邊梁的所述通風孔進入所述回風夾層，再從所述回風夾層中將風排到外界環境中。

2.根據權利要求1所述的有源相控陣雷達天線環控系統的設計方法，其特征在于：所述邊梁設計為U型梁與側板焊接而成，中空結構的高度h及寬度w基于框架所承載的重量通過結構有限元分析來確定。

3.根據權利要求1所述的有源相控陣雷達天線環控系統的設計方法，其特征在于：所述進風通道正下方裝有送風風機，所述出風通道上裝有抽風風機；中間設計兩根橫梁以增加天線框架的剛性同時作為不同層功耗組件流通風的隔離通道。

4.根據權利要求3所述的有源相控陣雷達天線環控系統的設計方法，其特征在于：所述步驟(2)中，通過送風風機把風從天線后蓋板送入天線左側邊梁的靜壓腔，再由抽風風機從回風夾層中將風抽出，通過天線后蓋板排到外界環境中。

5.根據權利要求1所述的有源相控陣雷達天線環控系統的設計方法，其特征在于：所述步驟(4)利用全面孔板送風原理計算靜壓腔側板的開孔尺寸d_s、孔口間距l以及開孔數目n，按如下過程進行：

(4a)靜壓腔的凈高度h已由結構有限元分析所確定，由穩壓層凈高公式得到孔板送風出口風速式中，S為穩壓層內有孔板部分的氣流最大行程，L_d為靜壓腔內單位面積送風量；

(4b)根據估算公式計算孔口直徑d_s，式中ν為空氣的運動粘度；

(4c)由送風量L_s計算總面積f_k以及凈孔面積比K；

(4d)計算靜壓腔側板孔口中心距l及孔口數目n。

6.根據權利要求1所述的有源相控陣雷達天線環控系統的設計方法，其特征在于：所述步驟(5)基于等面積原則計算回風夾層側板的開孔直徑D，即

7.一種有源相控陣雷達天線的框架結構，其特征在于：所述框架結構包括前蓋板、后蓋板、主框架、中隔板和低功耗組件；所述前、后蓋板與主框架固定密閉連接；所述主框架整體結構是中空四邊體，其包括第一壁、第二壁、第三壁、第四壁、橫梁、進風通道和出風通道；

所述橫梁兩端與第一、二壁固定連接，所述中隔板固定于所述主框架內部；所述低功耗組件安裝于所述中隔板上；所述第一壁和第二壁有一部分中空形成通風道，且第一壁和第二壁相對的兩個內表面設有若干通風孔；所述進風通道和出風通道分別位于主框架一角；

所述后蓋板設有進風口，與所述進風通道相連通；所述后蓋板還設有出風口，與所述出風口通道相連通。