某雷达接收机箱结构设计

某雷达接收机箱结构设计

介绍了某型号雷达接收分机机箱的研制过程。通过内部器件的合理布局，用19英寸的机箱取代了初始设计的24英寸机箱，减小了体积；为满足机载条件下的冲击振动试验要求，对机箱进行了加固设计；合理制定散热方案解决了箱内器件的散热问题。经过产品的使用验证，此机箱的结构设计完全满足指标要求。

标签：接收机箱；加固设计；散热设计

1 引言

雷达结构设计是雷达研制过程中的一个重要环节，它对保证雷达的优良性和可靠性起着重要的作用。雷达的机动性、可靠性、安全性、环境适应性、工艺性等在很大程度上都通过结构设计来实现；雷达的造型、美观也取决于结构设计的水平。某雷达接收分机是该雷达的重要组成部分，受限于总体尺寸，机箱宽高有严格限制，而且是一个混装机箱，箱内既安装有不同种类的模块，又安装有普通插件及CPCI标准插件。接收分机安装在设备机柜内，要兼顾地面试验和挂装运七飞机使用条件，满足公路运输、飞机冲击、振动等要求。所以，接收机箱的设计既要保证内部设备的布局合理，又要保证机箱具在良好的刚强度，同时还要提供内部器件运行的良好环境。

2 结构设计

分机机箱结构布局如图1所示，机箱高6U。校正源模块设计成与变频接收模块相同的结构形式，与3个六通道变频接收模块、1个本振源模块一起占用9.5个面板宽度。频率源插件、模拟电源插件各占用2个面板宽度。CPCI标准的1个时序控制板、3个数据采集板及1个数字电源共需要6个面板宽度。接收分机共需要20个面板宽度，故选用19英寸的标准CPCI机箱进行改装设计。

图1 分机机箱布局

3 刚强度设计

为了兼顾地面试验和挂装运七飞机使用平台，满足公路运输、飞机冲击、振动等要求，将机箱上、下导轨分别设计成整体结构形式，如图2所示，且选用铝合金材料加工，以进一步增加刚强度。机箱左右侧壁采用5mm厚铝板加固。机箱内变频接收模块、校正源模块和本振源模块均设计成用锲形锁紧装置固定的机载固定方式。对于频率源插件和模拟电源插件，在前面板上均采用4个松不脱螺钉固定，为进一步加固，在机箱后部又增加了定位销座。

图2 整体式导轨

4 散热设计

分机较大的热量集中在变频接收、数据采集以及电源等部分。接收分系统各部分热耗计算如表1所示。

热设计主要从以下几个方面考虑：

（1）主要元器件均为芯片器件，器件底面均为大面积地。设计以钼铜作为芯片载体，载体具有良好的散热性，芯片器件通过钼铜载体直接与盒体底部相连，使散热得到很好的保证。

（2）元器件离散地分布在电路板的不同位置，避免热量集中。

（3）各个模块采用独立的盒体结构，直接通过螺钉固定

在大盒体内，并且分散在盒体的不同位置，具有良好的散热效果。

（4）数据采集板热量主要集中在AD和FPGA芯片上。在每个印制板上安装散热翅片，翅片采用凸台及HD系列导热衬垫和功率芯片保持良好连接。

（5）分机机箱上部安装风机组件对整个分机内变频接收、数据采集进行风冷散热。这种散热方式被成功应用于“全数字XXX”项目中，单板的散热量达到65W，因此可以满足系统要求。选用3个型号为AD1212HB和4个型号为AD0812UB的风机。

对接收分机工作时的温度状况进行了仿真分析。接收分机装在综合机柜内，机柜装有空调，风机采取抽风方式，进口空气温度为30℃，在此条件下，通风条件较差的变频和校正源壳体温度分布如图3，其四个箱体的壳体表面温度最高56℃，组件散热满足要求。

数据采集板热仿真结果如图4所示，在采用散热翅片、风机进风温度为30℃时，芯片最高温度为76.16℃，低于芯片耐受温度最高85℃的要求。

图4 数据采集板温度分布图

5 结束语

器件布局设计、刚强度设计、散热设计是雷达接收分系统设计中考虑的重点。通过内部器件的合理布局，减小了机箱的体积；在机箱局部加固，满足了机载条件下的冲击振动试验要求；通过在机箱上部安装风机组件解决了箱内器件的散热问题，为器件的正常运行提供了良好环境。经过产品的使用验证，此机箱的结构设计完全满足指标要求。

参考文献

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