大功率T/R组件相变温控平板热管的散热特性实验研究

作     者：何峻杰 王耀霆 孟通 王秋旺 褚雯霄 HE Junjie;WANG Yaoting;MENG Tong;WANG Qiuwang;CHU Wenxiao

作者机构：西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049 中国空间技术研究院西安分院西安710199 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2022年第56卷第6期

页      面：142-150页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 080701[工学-工程热物理] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2020YFA0710500) 

主　　题：大功率天线产品 热控设计 平板热管 相变储能 

摘      要：为保证大功率相控阵天线T/R组件的长时间稳定工作,提出了一种相变储能平板热管的热控设计方案,该系统中的相变材料和平板热管分别发挥储热和热扩散的作用。实验对比了铝制平板热管和铝合金板的热扩散性能,以及它们分别和相变材料结合后的热控性能。实验结果表明,铝制平板热管的传热性能优于铝合金,在40 W时其冷凝端的最大温差为3.2℃,且等效热阻可维持在0.35 K/W以下;当热源置于侧边时,相比置于中间位置时的蒸汽扩散和液体回流路径较长,平板热管的热扩散性能下降;同时,与使用铝合金作为储热容器底部基板时的局部过热现象相比,采用相变储能平板热管的热控设计,可以将热源的热量进行均匀扩散,降低热流密度,从而表现出更好的温度均匀性,再通过相变储能的方式吸收热量,可以保证天线产品持续工作90 min时的结点温度控制在70℃。对于高纵横比的槽道式平板热管,需要进一步改良槽道的毛细结构,降低蒸汽扩散和液体回流路径的差异对热扩散性能的影响。