考虑热环境下某数字阵列模块的结构设计与热设计

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(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230088)

0 引言

数字阵列模块(digital array module)是有源相控阵天线的主要模块之一，随着雷达功能需求和元器件技术的快速发展，其集成化和高热耗的特征也日益明显[1]，所以需要综合考虑模块的结构设计和热设计。数字阵列模块主要是由多个收发通道、数字收发板、时钟等电子元器件和盒体等部件组成的一种多功能集成模块[2]。由于天线阵面对数字阵列模块的高度方向要求高，为了减小模块的高度，对其内部的元器件采用了平面排布的方式。

电子设备在一定的环境条件下进行工作，不可避免会受到环境温度对其的影响，并且相关资料表明，高、低温及其循环会对大多数电子元器件产生严重影响，甚至会导致电子元器件的失效[3]。对电子设备进行热设计和分析，并进行相应的结构设计是提高电子设备可靠性的重要措施之一，也是为了保证电子设备有效和可靠的工作[4]。

在此，根据数字阵列模块的工作环境、电子元器件的分布、工作时间和模式等条件，对该模块进行结构设计和热设计，并进行迭代进而确定数值阵列模块的最终结构设计方案。

1 数字阵列模块设计

1.1 热耗分布与温度要求

进行结构设计和热设计前，首先需要确定数字阵列模块内部功率器件分布情况，如图1和图2所示的是模块内部数字板元器件热分布示意图。

图1 数字板元器件A面热分布

图2 数字板元器件B面热分布

根据图1和图2所示的元器件分布情况，进行相应的壳体设计，设计相应的凸台或凹槽，将元器件的热量通过热传导方式把元器件产生的热量传导到盒体上。……