Изготовление и испытание тепловых макетов приемо-передающих модулей активной фазированной антенной решетки, выполненных с применением плоских тепловых труб


DOI: 10.34759/tpt-2020-12-8-340-350

Авторы

Поляков П. О.1*, Горюнов Р. В.2**, Соляев Ю. О.3***

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. ПАО «Радиофизика», улица Героев Панфиловцев, 10, Москва, 125480, Россия
3. Институт прикладной механики Российской академии наук, Ленинградский проспект, 7, Москва, 125040, Россия

*e-mail: p.o.polyakov@yandex.ru
**e-mail: radiofizika01@mail.ru
***e-mail: yos@iam.ras.ru

Аннотация

Представлена методика изготовления и результаты испытаний тепловых макетов приемо-передающих модулей активной фазированной антенной решетки. Рассматриваются два варианта модулей Х-диапазона со встроенными плоскими тепловыми трубами, используемыми в качестве теплораспределяющих оснований и располагаемыми снаружи корпуса или внутри под радиоэлектронной ячейкой. Испытания проведены в условиях применения жидкостной системы охлаждения при различных углах наклона тепловых макетов относительно направления действия силы тяжести. По результатам испытаний определено изменение температуры нагрева тепловыделяющих элементов модуля и поверхности тепловой трубы. Испытания показали возможность использования плоской тепловой трубы толщиной 2.2 мм для охлаждения приемо-передающих модулей с общей мощностью тепловыделения 80 Вт.

Ключевые слова:

тепловая труба, приемо-передающий модуль, активная фазированная антенная решетка, тепловой макет, тепловые испытания

Библиографический список

  1. Крахин О.И., Радченко В.П., Венценосцев Д.Л. Методы создания системы отвода тепла теплонагруженных частей ФАР // Радиотехника. 2011. №10. С. 88–94.

  2. Докучаев А.Е., Зинчук А.А. Экспериментальное исследование применения тепловой трубы в газогенераторе // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 3. С. 89–96.

  3. Амелин А.Н., Брунов Г.А., Иванов Н.Н., Ковалев В.С., Моишеев А.А., Пичхадзе К.М., Полищук Г.М., Федоров О.С., Четверик В.Н. Космический аппарат и секция антенной фазированной решетки. Патент RU2333139C2. 2006. 21 c.

  4. Parlak M., McGlen R.J. Cooling of high power active phased array antenna using axially grooved heat pipe for a space application // 7th International Conference on Recent Advances in Space Technologies (RAST), Istanbul. 2015. P. 743–748. DOI: 10.1109/RAST.2015.7208439

  5. Крахин О.И., Радченко В.П. Проблемы теплоотвода приемо-передающих модулей и АФАР с высоким уровнем мощности // Сб. трудов XVII International conference magnetism, long and short-range spin-spin interaction 17, Москва, МЭИ (ТУ). 2009. С. 172–177.

  6. Döring B.J. Cooling System for a Ka Band Transmit Antenna Array // Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt e.V.: Final Report IB554-06/02, 2005, 82 p.

  7. Greda L.A., Dreher A. Tx-terminal phased array for satel-lite communication at Ka-band // 2007 European Micro-wave Conference. Munich. 2007. P. 266–269. DOI: 10.1109/ EUMC.2007.4405177.

  8. Li Y., He J., He H., Yan Y., Zeng Z., Li B. Investigation of ultra-thin flattened heat pipes with sintered wick structure // Applied Thermal Engineering. 2015. 86. P. 106–118. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.04.027

  9. Hack N., Unz S., Beckmann M. Ceramic heat pipes for high temperature application // Energy Procedia. 2017. V. 120. P. 140–148. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.07.147

  10. Maydanik Y. Loop heat pipes // Applied Thermal Engi-neering. 2005. V. 25(5–6). P. 635–657. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2004.07.010

  11. Reay D., Kew P. Heat Pipes – Theory, Design and Applica-tions. Oxford OX2 8DP, USA: Butterworth-Heinemann, 2006. 397 р.

  12. Khairnasov S., Naumova A. Heat pipes application in elec-tronics thermal control systems // Frontiers in Heat Pipes. 2015. V. 6. Iss. 6. P. 1‒14. http://dx.doi.org/10.5098/fhp.6.6.

  13. Сайт проекта «Military embedded systems». http://mil-embedded.com/eletter-products/break-thermal-barriers-in-radar-and-ew-system-with-thermacore-thermal-management-technologies/ (дата обращения 17 апреля 2019).

  14. Zhang Wenxing, Wu Qiang, Zhao Shuwei. Thermal design of t/r modules in airborne phased array antenna // Proceedings of the 2nd Joint International Information Tech-nology, Mechanical and Electronic Engineering Conference, 2017, pp. 415–418. DOI: 10.2991/jimec-17.2017.91

  15. Синани А.И., Мосейчук Г.Ф., Князев В.М., Агеев П.А., Наркевич А.Л., Васин А.М., Седов В.В., Ломовская Т.А. Самолетная антенная решетка. Патент RU2453955. 2012.

  16. Синани А.И., Мосейчук Г.Ф., Ломовская Т.А., Агеев П.А., Васин А.М., Седов В.В., Наркевич А.Л., Поляков В.Б., Давиденко А.Н. Самолетная антенная решетка. Патент RU2439758. 2012.

  17. Павлов Д.В., Петров Д.С. Использование метода трехстадийной декомпозиции для моделирования системы терморегулирования космического аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 2. С. 42–54.

  18. Nikolaenko Y.E., Baranyuk A.V., Reva S.A., Pis′men-nyi E.N., Dubrovka F.F., Rohachov V.A. Improving air cooling efficiency of transmit/receive modules through using heat pipes // Thermal Science and Engineering Progress. 2019. V. 14. P. 100418. DOI:10.1016/j.tsep.2019.100418

  19. Братчиков А.Н., Гордейчук Д.В., Орлов А.П. Оптические методы управления фазированными антенными решетками // Вестник Московского авиационного института. 2001. Т. 8. №1. С. 74–82.

  20. Малахов Р.Ю. Усилители мощности цифровых антенных решеток бортовых радиоэлектронных систем // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. №1. С. 135–142.

  21. Рабинский Л.Н., Токмаков Д.И., Соляев Ю.О. Изготовление корпуса приемо-передающего модуля АФАР со встроенными каналами охлаждения с использованием технологии SLM // СТИН. 2019. №4. P. 11–14.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024