摘 要：介绍了一种运用冷板散热技术对全密封发射机进行散热的设计方法，并从理论分析上给出了这种设计方法的计算过程。此发射机在系统工作中的优良表现也证明了这种设计方法的可行性以及结构形式的新颖性和先进性。
关键词：全密封发射机；冷板散热器；热设计
1引言
随着现代雷达技术的发展，对舰载雷达发射机的要求越来越高，不但要求体积小，重量轻，还要防盐雾、防潮湿，在高温高湿条件下，高压不打火。为此采用全封闭和模块化的结构。雷达发射机本身工作频率高、功率大，其中包括大量发热元器件，如果设备内的热量散不出去，随着温度的升高，将导致元器件性能发生变化和失效，严重地影响设备正常工作和使用寿命。针对这些问题采用密封气冷的方法进行热设计，不仅使发射机通风散热得到解决，同时解决了防潮﹑防盐雾以及电磁兼容问题。而且具有小型化特点，大大提高了产品可靠性指标。
2几种常用电子设备热设计方法比较
2.1自然冷却
不需外动力仅通过散热板﹑通风孔﹑百叶窗以及合理布局，通过传导﹑辐射﹑自然对流将热量散发到空间，是最简单和最经济的方法，适用发热量不大，体积要求不高的电子设备。
2.2强迫风冷
对设备抽风或鼓风使冷却空气流过电子器件，把热量带走。特点是设备简单，维修方便，但有噪声，存在防灰尘﹑盐雾和潮气的污染和防腐蚀的问题。
2.3密封水冷
由制冷器产生的冷却水由水泵通过水管送入设备内热交换器，交换后的热水再返回制冷器，这种方法比强迫风冷复杂，如果用于密封设备，可以防止盐雾﹑尘埃﹑湿气进入设备，如果用于舰艇应考虑水源需求，因此受到限制。
2.4密封气冷
将冷风送入设备内的密封风道或密封设备进行热交换，交换后的热风通过回风道返回到环控机，经过制冷净化、除湿后，产生干燥的冷空气进行循环。这种方法技术先进、效能好，具有防污染﹑防腐蚀的特点，是今后热设计的新动向。
3发射机热设计的基本考虑
发射机热设计应控制机箱内部所有元器件的温度，使其不超过规定的最高允许温度，保证发射机在较好的温度环境下正常工作，发射机热设计涉及到电路结构、可靠性、可维修性和电磁兼容性等多种因素，它们直接或间接地影响到产品性能，因此必须认真对待，全面考虑。
(1) 热设计应从电路和结构两个方面着手，结合其它因素考虑方案，同时在两个领域采取措施，以便达到最佳效果。
(2) 热设计必须与可靠性结合在一起考虑，以便提高产品质量和提高产品使用寿命，还要考虑可维修性，以便对发射机和冷却系统进行迅速而有效地维修。
(3) 热设计必须考虑产品电磁兼容性，例如，屏蔽与密封的兼容，机壳散热与接地的兼容以及风机引起的干扰等问题。
(4) 热设计应根据机箱的体积，内部空间，外部环境，机箱内元器件的发热量和最高允许工作温度进行分析，计算需要散发的总热量，确定最佳的冷却系统和结构布局。
4发射机的热设计和计算
该发射机用于舰载雷达，发射机置于舰艇上火炮托架中，不属于仓室设备，工作环境很差，受海上盐雾、潮气侵袭严重，所以发射机采取全密封箱体，这样将改善发射机各模块的工作环境，大大提高了设备的可靠性。根据产品功能和技术指标，尽量选用小型化元器件和功能模块，在选用元器件的过程中，优先选用发热量小﹑耐高温的元器件和模块，并在电路印制板上设置导热条，以便减少热阻。发射机的发热器件主要包括行波管﹑大功率晶体管﹑高压电源等，其中行波管发热量最大，由于外部空间尺寸的限制，从而导致发射机热功率密度很大。
根据以上特点，采用了冷板换热器，外部利用风机强迫风冷，为发热元器件提供一条低热阻内部热流通路和外部的高效散热途径。发射机内功能模块的热传递到冷板，再利用两个离心风机通过风冷将热量带走。结构示意图如图１所示。在发射机密封箱体内，选用噪声小的轴流式风机进行局部搅动，对发热集中，热不易导向冷板的器件﹑模块强迫对流，使其热量导向冷板；对部分功能模块用导热橡胶灌封，使热量通过灌封材料外壳导向冷板；行波管等发热量大的器件主要通过传导方法将热量传至冷板。
根据计算可知，在50 ℃环境下通过机壳散去的热量仅为51 w,大部分热量将通过冷板散出，因此高效换热冷板是发射机热设计的主要环节，冷板选用较高导热系数的金属材料，作成肋状散热器，如图2所示。在冷板设计中尽量增加散热横截面积，但肋片间距不宜过小，以免风阻力太大，影响对流换热效果。对肋片的表面进行处理，使其具有较高的黑度，以便提高辐射换热系数。为了减少冷板的接触热阻，尽量提高接触表面光洁度，并在接触表面上涂上一层导热脂，以便增加接口之间的接触导热效果。
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