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随着我国国防实力的突飞猛进,作为“眼睛”的雷达得到了大力发展,而T/R组件的集成度也随之不断提高。对于性能优越的相控阵雷达天线,其日益凸显的热控问题受到了国内外学者的广泛关注。本文针对相控阵天线,从芯片级冷板、单相散热阵面冷板、多相散热阵面冷板三方面开展微通道冷板拓扑结构的研究,以解决天线热控问题。具体工作如下:(1)芯片冷板微通道拓扑结构研究。根据微通道的传热传质特性设计了几种拓扑结构,并利用数值模拟计算对比分析各结构的散热及压降特性;对综合散热性能最佳的仿蜘蛛网结构进行参数优化,并归纳出芯片级冷板微通道拓扑结构的设计准则;最后以金属3D打印的方式加工样件,通过实验验证仿真结果。(2)单相散热阵面冷板微通道拓扑结构研究。以某机载雷达天线为载体,结合单相散热的传热特性及天线阵面热源的排布特点,设计了四种特点鲜明的微通道拓扑结构;对比分析其热仿真结果,得到综合散热性能最优的拓扑结构,并归纳出基于单相传热的阵面冷板微通道拓扑结构设计准则;得到一种高效的微通道冷板拓扑结构设计方法。(3)多相散热阵面冷板微通道拓扑结构研究。根据平直微通道两相流状态下的流动及传热特性,设计出基于Icepak热仿真软件的等效比热法和三种微通道拓扑结构;利用上述等效热仿真方法,同时对单相、多相拓扑结构进行数值模拟计算,得到综合散热性能最佳的阵面微通道拓扑结构;从中归纳出基于多相传热的阵面冷板微通道拓扑结构设计准则,并以实验验证热仿真结果的有效性和可靠性。本文对相控阵天线微通道冷板的拓扑结构进行系统性研究,分别对芯片级冷板、单相散热和多相散热的阵面级冷板进行了拓扑结构的优化设计,达到了阵面均温性3℃、散热能力100W/cm~2、压降0.3MPa的高散热指标,为相控阵天线微通道冷板的拓扑结构设计提供了参考。