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來(lái)源：科學(xué)與技術(shù) 作者：蔣瑞 高天一 關(guān)鍵字：相控陣雷達(dá) 天線冷板 散熱仿真 本文根據(jù)某機(jī)載相控陣雷達(dá)天線艙內(nèi)的空間布局，對(duì)天線冷板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用有限元體積法的Icepak軟件對(duì)三維模型進(jìn)行散熱效能仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證了冷板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了相控陣雷達(dá)天線陣面發(fā)熱插件通風(fēng)散熱要求。

本專(zhuān)題將以“一期一會(huì)”的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計(jì)及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動(dòng)駕駛、汽車(chē)、聲學(xué)、航空航天、材料等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，讓復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)知識(shí)觸手可及。相控陣列天線是一組排列成陣列的單元天線，其像單個(gè)天線一樣協(xié)同工作，通過(guò)電子方式控制發(fā)射無(wú)線電波，無(wú)需物理移動(dòng)天線即可使其指向一個(gè)或多個(gè)方向。

在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)（NDT）的宏大版圖中，如何在不破壞材料結(jié)構(gòu)的前提下，精準(zhǔn)洞察內(nèi)部微觀缺陷，始終是保障高端裝備制造安全的核心命題，隨著Wabtec于2025年完成對(duì)奧林巴斯檢測(cè)技術(shù)部門(mén)（原奧林巴斯科學(xué)解決方案部門(mén)）的收購(gòu)，這一領(lǐng)域的技術(shù)積淀迎來(lái)了新的整合與爆發(fā)，超聲相控陣技術(shù)，憑借超越傳統(tǒng)光學(xué)的“透視”能力，正從單一的檢測(cè)手段演變?yōu)楸Ｕ详P(guān)鍵資產(chǎn)完整性的數(shù)字化智能防線。

本研究通過(guò)綜述近年來(lái)國(guó)內(nèi)外星載有源相控陣天線熱控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)結(jié)合其他航天器熱控系統(tǒng)的相關(guān)創(chuàng)新性技術(shù)和設(shè)計(jì)，提出星載有源相控陣天線熱控技術(shù)的主要發(fā)展方向，為滿(mǎn)足我國(guó)新一代星載有源相控陣天線散熱需求的熱控技術(shù)研究提供參考． 01 導(dǎo)熱技術(shù) 早期的導(dǎo)熱技術(shù)主要通過(guò)采用導(dǎo)熱性能較好的金屬材料

前言在上世紀(jì)三十年代，相控陣技術(shù)就已經(jīng)出現(xiàn)在軍事領(lǐng)域的雷達(dá)應(yīng)用中。近年來(lái)隨著模擬微波/毫米波集成電路（MMIC）技術(shù)、數(shù)字波束形成技術(shù)、計(jì)算機(jī)及信號(hào)處理技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，相控陣理論也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，結(jié)合相控陣理論的天線技術(shù)也成為天線領(lǐng)域里的一個(gè)熱門(mén)話題。

有源相控陣雷達(dá)的研究和仿真是一個(gè)復(fù)雜而龐大的任務(wù)，需要充分考慮算法的可行性、計(jì)算資源的可用性和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。建議在進(jìn)行有源相控陣雷達(dá)研究時(shí)，咨詢(xún)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員以獲取更準(zhǔn)確和具體的建議。

<div contenteditable="false" width="100%"> 強(qiáng)大的相控陣工具箱 </div><div contenteditable="false" width="100%"> OmniScan X3系列探傷儀是一款集成了先進(jìn)全聚焦方式（TFM）和好用相控陣（PA）功能的全面無(wú)損檢測(cè)解決方案。

光學(xué)相控陣（OPA）技術(shù)的原理與相控陣雷達(dá)類(lèi)似。懂軍事的小伙伴應(yīng)該了解，現(xiàn)在的相控陣雷達(dá)已經(jīng)不需要旋轉(zhuǎn)就可向任何方向發(fā)射無(wú)線電波。圖片上的一個(gè)小圓點(diǎn)就是一個(gè)陣列，利用獨(dú)立天線同步形成的微陣列，只需控制每個(gè)天線發(fā)送信號(hào)間的時(shí)機(jī)或陣列，不需“旋轉(zhuǎn)”，就可以向任何方向發(fā)送無(wú)線電波。類(lèi)似的把無(wú)線電波替換為激光就得到了相控陣激光雷達(dá)。

相控陣天線設(shè)計(jì) HFSS軟件針對(duì)現(xiàn)代相控陣天線的設(shè)計(jì)需求，提供了從模塊到整機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)一電路一電磁場(chǎng)的閉環(huán)仿真，有效地幫助工程師攻克相控陣天線在系統(tǒng)集成方面的設(shè)計(jì)難題。

對(duì)于類(lèi)似的 Lidar 鏡頭或者深度相機(jī)應(yīng)用，使用 Ansys Lumerical 用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì) Lidar 相控陣的設(shè)計(jì)。Lumerical 提供了強(qiáng)大的光學(xué)模擬功能，包括電磁場(chǎng)的數(shù)值求解等方法。這使得 Lumerical 可以模擬復(fù)雜的光學(xué)現(xiàn)象，如散射、干涉、衍射等，有助于準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和分析激光雷達(dá)系統(tǒng)中光的傳播和相互作用。

光學(xué)矩陣乘法馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器首先，我們需要了解具有兩個(gè)輸入和兩個(gè)輸出的單個(gè)馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器如何進(jìn)行 2×2 酉矩陣乘法。從由兩個(gè) 50:50 分束器 (BS)和三個(gè)移相器組成的經(jīng)典 馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器配置開(kāi)始，如下圖所示。當(dāng)光通過(guò)移相器時(shí)，相移以 , 和 的方式移動(dòng)。我們將輸入光束的復(fù)振幅標(biāo)記為 和 ，輸出光束的振幅度標(biāo)記為 和 。

主題二：《CST 相控陣天線仿真方案》 30分鐘內(nèi)容簡(jiǎn)介：展示CST在衛(wèi)星通訊相控陣天線的設(shè)計(jì)流程，主要包含：在Array Task中設(shè)置用于圓極化的子陣（sub array）、子陣的仿真分析以及全陣模型的仿真和分析。主題三：《CST陣列天線仿真培訓(xùn)》60分鐘內(nèi)容簡(jiǎn)介：實(shí)操演示CST仿真相控陣天線的全流程。

在航空電子設(shè)備上，其實(shí)我國(guó)在上世紀(jì)九十年代搞了一次大躍進(jìn)，這次大躍進(jìn)的技術(shù)目標(biāo)就是跳過(guò)無(wú)源相控陣直接搞有源相控陣。這樣做風(fēng)險(xiǎn)很大，因?yàn)槲覀冎苯映铍y的領(lǐng)域出發(fā)了，成功了就是世界領(lǐng)先，失敗了，我們就只能依靠PD雷達(dá)了。好在我們最終做成了，技術(shù)底子一下拔高到了世界第一的程度，做出來(lái)的產(chǎn)品性能自然也非常先進(jìn)！

近些年來(lái)，解放軍換裝的其他先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)，普遍采用了更先進(jìn)的有源相控陣雷達(dá)，和新型的航電設(shè)備以及電子戰(zhàn)系統(tǒng)，外加新式的PL-10和PL-15空空導(dǎo)彈，使解放軍列裝的新式戰(zhàn)機(jī)戰(zhàn)力相較舊式戰(zhàn)機(jī)，具有全方位的性能提升。而殲11B則因?yàn)槔走_(dá)與火控系統(tǒng)的滯后，在空戰(zhàn)能力上稍顯吃力。而沈飛的也開(kāi)始了在殲11B的基礎(chǔ)上，研發(fā)更先進(jìn)的多用途戰(zhàn)機(jī)，研制出了更先進(jìn)的殲11D型多用途戰(zhàn)機(jī)。

作為VirtualLab Fusion的開(kāi)發(fā)者，我們認(rèn)為光線光學(xué)和物理光學(xué)并不是用戶(hù)必須選擇的兩種分離的建模技術(shù)。在我們的概念中，光線追跡形式的光線光學(xué)是物理光學(xué)建模的一個(gè)子集。而在VirtualLab Fusion中，這不僅僅是一種學(xué)術(shù)主張，而是我們通過(guò)物理光學(xué)和光線光學(xué)建模之間的無(wú)縫且可控的轉(zhuǎn)換，將其引入到現(xiàn)實(shí)生活中的經(jīng)驗(yàn)。

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相控陣天線：相控陣天線由許多相同的輻射元組成，每個(gè)單元在相位和幅度上獨(dú)立可控。 微帶陣列天線：微帶天線形式有多種，設(shè)計(jì)靈活、剖面低、成本不高。如微帶貼片、微帶振子、微帶縫隙等。 縫隙陣列天線：常見(jiàn)如波導(dǎo)縫隙陣，電性能良好、輻射效率高，但設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。

在Array視圖中單擊Creation Full Simulation Project，自動(dòng)完成全尺寸大規(guī)模相控陣快速建模；5）在全尺寸仿真模型中，通過(guò)設(shè)置PAA_FA_SCANOHI（方位面掃描角）和PAA_FA_SCANTHETA（俯仰面掃描角）兩個(gè)參變量，可以改變相控陣的掃描角度，CST自動(dòng)改變每個(gè)天線單元的相位。

作為VirtualLab Fusion的開(kāi)發(fā)者，我們認(rèn)為光線光學(xué)和物理光學(xué)并不是用戶(hù)必須選擇的兩種分離的建模技術(shù)。在我們的概念中，光線追跡形式的光線光學(xué)是物理光學(xué)建模的一個(gè)子集。而在VirtualLab Fusion中，這不僅僅是一種學(xué)術(shù)主張，而是我們通過(guò)物理光學(xué)和光線光學(xué)建模之間的無(wú)縫且可控的轉(zhuǎn)換，將其引入到現(xiàn)實(shí)生活中的經(jīng)驗(yàn)。

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