CFD-моделювання температурного поля корпуса-радіатора передавального модуля АФАР з повітряним охолодженням
Анотація
Наведено результати комп'ютерного моделювання розподілу температури монтажної поверхні основи корпуса-радіатора, на якій установлено вісім елементів з локальним тепловиділенням кожного 28 Вт. На протилежній стороні основи корпуса-радіатора виконані ребра охолодження. Оребрена поверхня обдувається повітряним потоком з температурою на вході 40°С. Моделювання проведене для трьох значень швидкості повітря в міжреберних каналах: 1, 6 і 10 м/с. Показане, що за швидкості 1 м/с спостерігається максимальне значення температури монтажної поверхні основи корпуса-радіатора, яке становить 90,1°С. Збільшення швидкості повітря до 10 м/с дозволяє знизити температуру в місці установки НВЧ-елементів до 72,1°С. Запропоновано нове технічне рішення для подальшого підвищення ефективності повітряної системи охолодження та зниження температури монтажної поверхні корпуса-радіатора.
Посилання
Radar technology advancements and new applications (Pasternack Enterprises, Inc., Irvine, Calif.). Microwave Journal, 2017, vol. 60, iss. 3, pp. 82-96. https://www.pasternack.com/t-Radar-Technology-Advancements-and-New-Applications.aspx
Rathod Somsing, Sreenivasulu K., Beenamole K. S., Ray K. P. Evolutionary trends in transmit/receive module for active phased array radars. Defence Science Journal, 2018, vol. 68, no. 6, pp. 553-559. https://doi.org/10.14429/dsj.68.12628
Borisov O. V., Zubkov A. M., Ivanov K. A., Minnebayev V. M., Red’ka Al. V. [Broadband 70-Watt GaN X-Band Power Amplifier]. Elektronnaya tekhnika. Seriya 2. Poluprovodnikovyye pribory, 2014, iss. 2 (233), pp. 4-9. (Rus)
Battaglia B. D., Burger J., Titizian J. [The evolution of S-band radar technology: reducing the total cost by increas-ing the degree of integration. Integra Technologies Example]. Komponenty i Tekhnologii, 2009, no 12, pp. 56-60. (Rus)
Colotun O. [Advanced technologies for the production of microwave transistors by the company Integra Technologies, Inc. for radar systems]. CHIP NEWS Ukraine, 2010, no. 8 (98), pp. 8-16. (Rus)
Kuliev M.V. [Overview of today’s GaN transistors and development trends]. Elektronnaya tekhnika. Seriya 2. Poluprovodnikovyye pribory. Vypusk 2 (245) 2017, pp. 18-28. (Rus)
Krakhin O. I., Radchenko V. P. [The heat removing of send-receive modules (SRM) and APAA (active phased array antenna) with a high level of thermal radiation]. III all-Rus-sian conference “Radar and radio” – IRE RAS, 2009, pð. 716-719. (Rus). http://jre.cplire.ru/jre/library/3conference/pdffiles/s007.pdf
Sergeyev V. A., Tarasov R. G., Kulikov A. A. Khodakov A. M. [Simulation and study of the thermal modes of the output amplifiers of the microwave receiver-transmitting mod-ules for AFAR ]. Proc. of the 50-y Scientific and Technical Conference “Vuzovskaya nauka v sovremennykh usloviyakh”. Part 2, Russia, Ul’yanovsk, UlGTU, 2016, pp. 37-40. (Rus)
Timoshenkov V., Khlybov A., Rodionov D., Efimov A., Chapligin Yu. [Thermo researching of X-band micro-wave amplifier]. VIII All-Russian Scientific and Technical Conference “Problems of development of promising micro-and nanoelectronic systems” (MES-2018), Russia, Moscow, 2018, iss. 3, pp. 98-102. (Rus). https://doi.org/10.31114/2078-7707-2018-3-98-102
Trofimov V. Ye., A. L. Pavlov. [Intensification of heat transfer in liquid heat exchangers with dimple-pin finning]. Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature, 2016, no. 1, pp. 23-26. (Rus) https://doi.org/10.15222/TKEA2016.1.23
Trofimov V. Е., Pavlov A. L., Mokrousova E. A. CFD-simulation of radiator for air cooling of microproces-sors in a limitided space. Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature. 2016, no. 6, pp. 30-35. (Rus) https://doi.org/10.15222/TKEA2016.6.30
Trofimov V. Е., Pavlov A. L., Storozhuk A. S. [CFD- simulation of impact jet radiator for thermal testing of mi-croprocessors]. Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature. 2018, no. 5-6, pp. 30-36. (Rus) https://doi.org/10.15222/TKEA2018.5-6.30
Baranyuk A.V., Nikolaenko Yu.E. [CFD-modeling of thermal-hydraulic characteristics of developed surfaces with mini-channels]. Molodiy Vcheniy, no. 12 (64), pp. 224–228, (Rus). https://doi.org/10.1016/j.tsep.2019.03.018
Baranyuk A.V., Nikolaenko Yu.E., Rohachev V.A., Terekh O.M., Krukovsky P.G. Investigation of the flow structure and heat transfer intensity of surfaces with split plate finning. Thermal Science and Engineering Progress, 2019, no. 11, pp. 28-39. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2019.03.018
Drak O.T., Zhigalov V.G., Zadorozhny A.I., Parnes M.D. [Experience in solving the problem of heat removal from the transmitting module AFAR]. Collection of articles of the IV All-Russian Conference “Electronics and Microelectronics Microwave”, Russia, St. Petersburg, 2015, vol. 1, pp. 292-295. (Rus)
Scott M. (2003) SAMPSON MFR active phased array antenna. IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technology, 2003, pp. 119-123. https://doi.org/10.1109/past.2003.1256967
Savenko V.A. [Unification of design solutions for the construction of receiving and transmitting modules APAA of various ranges]. Proc. of All-Russian Conference “Electronics and Microelectronics Microwave”, St. Petersburg, 2013, 5 p. (Rus). www.mwelectronics.ru/2013/Oral/5/05_Doclad_Savenko-izmenenny%60i%60.pdf
Woosang Lee, Joonho So, Junyeon Kim, Byungil Woo, Won Jang, Gyeik Jun, Sungjong Lee. Design of T/R module for the wideband active array antenna. IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, 2006, USA, NM, Albuquerque. https://doi.org/10.1109/aps.2006.1710665
Youngchan Yoon, Seung-Jae Park, Dong Rip Kim, Kwan-Soo Lee. Thermal performance improvement based on the partial heating position of a heat sink. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2018, vol. 124, pp. 752-760. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstrans-fer.2018.03.080
Luke Maguire, Masud Behnia, Graham Morrison. Numerical evaluation of high power amplifier heat sink design options. Proc. of IPACK03 International Electronic Packaging Technical Conference and Exhibition, 2003, USA, Hawaii, Maui, paper no. IPACK2003-35077, pp. 171-181. https://doi.org/10.1115/IPACK2003-35077
Reay D.A., Kew P.A., McGlen R.J. Heat pipe: theory, design and applications. Amsterdam, Buterworth-Heinemann, 2014.
Авторське право (c) 2019 Ніколаєнко Ю. Є., Баранюк О. В., Рева С. А., Рогачов В. А.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
