<meter id="pryje"><nav id="pryje"><delect id="pryje"></delect></nav></meter>
          <label id="pryje"></label>

          新聞中心

          EEPW首頁(yè) > 手機(jī)與無(wú)線通信 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 某大功率短波發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

          某大功率短波發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

          作者:劉軍水,張偉濤,趙奎(同方電子科技有限公司,江西九江 332002) 時(shí)間:2022-12-23 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏
          編者按:為了設(shè)計(jì)出滿足用戶(hù)要求的大功率短波發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu),詳細(xì)描述了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路,通過(guò)介紹整機(jī)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)、機(jī)柜機(jī)箱設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)和散熱仿真,達(dá)到對(duì)大功率短波發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作總結(jié)的目的,對(duì)短波通信行業(yè)的設(shè)計(jì)人員提供一定參考。


          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202212/442049.htm

          0   引言

          隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,各種通信手段不斷完善,作為傳統(tǒng)重要通信模式的通信雖然受到了挑戰(zhàn),但也因其特有的優(yōu)勢(shì):成本較低,構(gòu)建、組網(wǎng)工作具備快捷性、靈活性,使其應(yīng)用渠道不斷得到拓寬。即便通信發(fā)射機(jī)處于惡劣的通信環(huán)境下,其數(shù)據(jù)信息的傳輸以及通信效率都可以得到強(qiáng)有力的保障。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是某發(fā)射機(jī)研制過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它對(duì)保證大功率短波發(fā)射機(jī)優(yōu)良性能和可靠性起著重要作用。

          1   結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

          依據(jù)某大功率短波發(fā)射機(jī)實(shí)際使用情況,嚴(yán)格按照所引用的各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)及要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)思想,以提高設(shè)備的可靠性、互換性,降低成本、縮短研制周期;發(fā)射機(jī)各單元采用19 英寸標(biāo)準(zhǔn)上架插箱,通過(guò)導(dǎo)軌安裝在機(jī)柜上,機(jī)柜安裝大承重腳輪;運(yùn)用人- 機(jī)- 環(huán)境系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)原理,對(duì)設(shè)備進(jìn)行了全面考慮、合理布置,保證設(shè)備人機(jī)交互良好,使某大功率短波發(fā)射機(jī)工作環(huán)境舒適,操作維修方便,安全可靠;應(yīng)用、吸取現(xiàn)有設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)和成熟技術(shù),優(yōu)先采用經(jīng)實(shí)踐證明的可靠的設(shè)計(jì)及工藝。設(shè)備包裝滿足鐵路、公路、空運(yùn)和水路運(yùn)輸要求。

          為滿足發(fā)射機(jī)45℃ 環(huán)境下正常工作的要求,進(jìn)行了合理的熱設(shè)計(jì),其中功放單元采用高效散熱技術(shù),單元需具有多點(diǎn)檢測(cè),監(jiān)測(cè)水壓、水泵電流等手段,以保證單元的可靠性;液冷單元能方便更換液體和組成零部件,具有良好的可維修性,且各組成零部件需具有良好的防腐蝕性能;

          2   整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

          某大功率短波發(fā)射機(jī)主機(jī)由3 個(gè)機(jī)柜設(shè)備并聯(lián)組合而成,高度全部為32U,整齊劃一,具有互換性,降低了成本。尤其是在減小設(shè)備體積,優(yōu)化散熱設(shè)計(jì),增強(qiáng)設(shè)備防護(hù),靈活安裝應(yīng)用等方面進(jìn)行了改進(jìn)。主機(jī)各單元設(shè)備包括功放單元、發(fā)射機(jī)控制單元和激勵(lì)單元等單元??偼庑纬叽鐬椋簩挕?高× 深:1 810 mm×1 600 mm×900 mm。外形尺寸如圖1 所示。

          1671780874911373.png

          圖1 某大功率短波發(fā)射機(jī)外形尺寸圖

          設(shè)備結(jié)構(gòu)運(yùn)用成熟技術(shù)的同時(shí),結(jié)合采用目前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的、經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明的新材料、新工藝,便于生產(chǎn)和維修。整體外觀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明快,具有現(xiàn)代感和良好的人機(jī)關(guān)系。

          主機(jī)中的各單元部件采用模塊化設(shè)計(jì),符合國(guó)標(biāo)和軍標(biāo)對(duì)尺寸系列要求,通過(guò)導(dǎo)軌安裝在機(jī)柜內(nèi),機(jī)柜后部對(duì)應(yīng)單元的位置布置有跟線架,左后邊設(shè)計(jì)有接地導(dǎo)條。功放機(jī)柜預(yù)留了1 個(gè)2U 和2 個(gè)1U 空間,綜合機(jī)柜預(yù)留了4 個(gè)1U 空間,充分考慮了互換性和將來(lái)的功能擴(kuò)展,便于生產(chǎn)和維修。

          3   機(jī)柜機(jī)箱設(shè)計(jì)

          機(jī)柜機(jī)箱是安裝和保護(hù)電子設(shè)備內(nèi)各種元器件與機(jī)械零部件的重要結(jié)構(gòu),對(duì)于排除各種復(fù)雜環(huán)境對(duì)設(shè)備的干擾,保證設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠地工作,提高設(shè)備的使用效率以及增加設(shè)備安裝、維護(hù)的方便等方面起著重要作用。

          機(jī)柜選用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板,折彎焊接成型。前后門(mén)開(kāi)有密排通風(fēng)孔保證良好通風(fēng)散熱。內(nèi)設(shè)安裝板與走線架安裝板,安裝板上下焊接連接上頂與下底。下底用厚鋼板加固適用于腳輪的安裝,上頂焊接厚板材加固4 處吊環(huán)處,保證抗拉性,吊起時(shí)不變形。導(dǎo)軌均采用優(yōu)質(zhì)高承載性三節(jié)導(dǎo)軌,安裝牢靠,移動(dòng)順暢。機(jī)柜的設(shè)計(jì)能保證不同的插箱可以根據(jù)外觀、接線、電性能的需要進(jìn)行配置和互換。

          機(jī)箱均采用19 英寸上架插箱形式,滿足所引用標(biāo)準(zhǔn)的要求,安裝導(dǎo)軌后裝入機(jī)柜。設(shè)計(jì)機(jī)箱時(shí),在給定的使用環(huán)境中,綜合考慮設(shè)備內(nèi)部的占用空間、熱影響和電磁干擾,使機(jī)箱具有足夠的強(qiáng)度和剛度,確保機(jī)箱內(nèi)部各模塊、器件、電路板的安裝連接可靠,保證設(shè)備電性能的穩(wěn)定。

          4   熱設(shè)計(jì)

          某大功率短波發(fā)射機(jī)各單元滿足環(huán)境溫度:工作溫度:-15℃ ~ 45℃,貯存溫度:-40℃ ~ 65℃。發(fā)射機(jī)各組成單元依據(jù)散熱功耗的不同,采用不同的散熱方式,其中功放單元的功耗和熱流密度最大,功放單元設(shè)計(jì)方案是8 個(gè)3 kW 功放單元合成出某大功率,熱設(shè)計(jì)采用液冷+ 強(qiáng)迫風(fēng)冷相結(jié)合的方式。激勵(lì)器和發(fā)射機(jī)控制單元以及其他各單元均采用通風(fēng)強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱方式。

          功放單元采用高效液冷散熱技術(shù),在總體積和散熱能力方面有顯著的優(yōu)勢(shì)。液冷工作過(guò)程主要是冷卻液經(jīng)泵,按照一定壓力及流量進(jìn)入冷板,在冷板中與發(fā)熱器件進(jìn)行換熱,冷卻液溫度上升帶走熱量,升溫后的冷卻液進(jìn)入換熱器,與空氣或者其他冷源換熱,冷卻液溫度下降,進(jìn)入水箱,經(jīng)過(guò)泵的作用再次進(jìn)入冷板,形成一個(gè)完整的循環(huán)。在冷板內(nèi)部設(shè)計(jì)有流道,發(fā)熱器件就安裝在冷板上。功放單元冷板材料選用鋁,冷卻液為65#冷卻液(65% 的乙二醇水溶液),入口溫度為45℃,入口速度2.314 m/s。

          功放單元冷板流道曲線及發(fā)熱源分布如圖2 所示,總發(fā)熱耗功率Q 為3 900 W。單個(gè)功放板的發(fā)熱功率為937.5 W,4 個(gè)功放板的發(fā)熱功耗占整個(gè)功放單元功耗的96.5% 左右。因此在實(shí)際工作中,功放板是整個(gè)功放單元發(fā)熱最嚴(yán)重的部分。

          image.png

          圖2 功放單元冷板流道曲線及發(fā)熱源分布圖

          5   散熱

          為驗(yàn)證散熱效果,使用ANSYS 軟件對(duì)功放單元進(jìn)行熱分析。中設(shè)置環(huán)境溫度為45℃,仿真結(jié)果如圖3、圖4。其中圖3 為功放模塊、冷板和換熱器溫度分布云圖,圖4 為流道流速矢量圖。從中可知流道流速正常,功放模塊的溫度最高為71.5℃,小于功放管允許的最高溫度。因此,功放單元熱設(shè)計(jì)滿足要求。

          1671781017442380.png

          圖3 功放單元溫度分布云圖

          發(fā)射機(jī)控制單元采用通風(fēng)強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱方式,主要發(fā)熱模塊全部靠左邊放置,風(fēng)道就安排在左邊一側(cè)。圖5 為發(fā)射機(jī)控制單元溫度分布云圖,從中可知電源模塊芯片的溫度最高為72.4℃,小于電源模塊允許的最高溫度。因此,發(fā)射機(jī)控制單元熱設(shè)計(jì)滿足要求。

          1671781066312415.png

          圖4 流道流速矢量圖

          1671781118282196.png

          圖5 發(fā)射機(jī)控制單元溫度分布云圖

          6   結(jié)束語(yǔ)

          為適應(yīng)現(xiàn)代高科技電子戰(zhàn)不斷演變的需要,某大功率短波發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需解決的課題會(huì)越來(lái)越多,它是一個(gè)完整的自上而下的設(shè)計(jì)過(guò)程,先明確總體方案(主題),再構(gòu)思具體內(nèi)容,邏輯遞減又緊密關(guān)聯(lián),實(shí)踐證明這是一種非常高效的設(shè)計(jì)方法。

          參考文獻(xiàn):

          [1] 曲書(shū)磊.5 kW短波寬帶功率放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].廣州:華南理工大學(xué),2013.

          [2] 龔維蒸,張?jiān)s,戎磊.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].南京:東南大學(xué)出版社,1994.

          [3] 金玉貴,任恒.某10 kW固態(tài)發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)高新區(qū),2017(7):28-33.

          (本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2022年12月期)



          關(guān)鍵詞: 短波 大功率 液冷 仿真 202212

          評(píng)論


          相關(guān)推薦

          技術(shù)專(zhuān)區(qū)

          關(guān)閉
          看屁屁www成人影院,亚洲人妻成人图片,亚洲精品成人午夜在线,日韩在线 欧美成人 (function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();