Экспериментально-теоретическая отработка теплотехнического эксперимента при конструировании приемопередающего модуля активной фазированной антенной решетки

Постановка проблемы. Одной из центральных задач при разработке приемопередающих модулей (ППМ) активных фазированных антенных решеток (АФАР) с жидкостным охлаждением является обеспечение конструкцией ППМ эффективного теплоотвода от его электрорадиоэлементов (ЭРЭ). Тепловой режим создаваемых ППМ определяют, как правило, испытаниями тепловых макетов, представляющих собой образцы реальных корпусов ППМ, на которых вместо ЭРЭ установлены их тепловые имитаторы. Результаты таких измерений важны для разработки ППМ конкретной АФАР, но без теоретического анализа для практики конструирования ППМ бесполезны. На разнородные процессы теплопереноса в ППМ влияют форма и размеры канала охлаждения, размещение относительно него ЭРЭ, свойства материала и технология корпуса, способ крепления ЭРЭ, свойства и гидродинамический режим движения охлаждающей жидкости в канале охлаждения. Оценка влияния этих факторов на тепловой режим ППМ требует анализа результатов макетных испытаний на основе базовых уравнений теории теплопереноса и надежно установленных эмпирических зависимостей.

Цель. Рассмотреть методику теплотехнического эксперимента с тепловыми макетами ППМ, выработать рекомендации по обработке и анализу результатов.

Результаты. Разработана экспериментально-теоретически обоснованная физическая тепловая модель (расчетная схема) ППМ, и приведено ее аналитическое описание. Предложен оригинальный метод математический обработки результатов измерений теплового режима имитаторов ЭРЭ на тепловых макетах ППМ. Представлены принципы планирования теплотехнического эксперимента с ППМ. Разработан метод теплофизического конструирования ППМ, позволяющий, исходя из условий эксплуатации, электрического режима работы и требований к тепловому режиму ППМ конкретной АФАР, обоснованно выбрать технологию и конструкцию ППМ. Получено аналитическое описание влияния основных теплофизических параметров конструкции ППМ на его тепловой режим.

Практическая значимость. Сформулированы методические требования к проведению теплотехнического эксперимента при конструировании ППМ. Результаты применения разработанного метода являются основой формирования исходных данных для проектирования системы жидкостного охлаждения АФАР.