某车载雷达户外接收机箱的设计(上)
日期:2012-06-20
机箱整体结构采用了框架式结构,主要由箱体、导板、风机、空气过滤器、前后门板等构成,机箱轴测图如图1。箱体框架与四周的蒙皮一体构成箱体基本外形,箱体底部设计有进风口和出风口,另有截止波导窗安装位置;导板被固定在箱体框架上;散热过滤器分别固定在箱体上进风口和出风口位置;风机固定于插板上,插在箱体框架的一侧,被锁紧机构固定于箱体上;前、后门板通过铰链固定于箱体上,另一侧用收缩搭扣与锁钩配合,将门板压紧在柜体上而不需其他紧固方式;门板及箱体上特殊配合结构使系统防雨水。组件模块沿导板槽插入箱内,通过锁紧机构进行固定。
图1 机箱在运输状态下的轴测图
2.2 机箱内、外走线的设计
线缆进、出机箱分为高频、低频两类信号线缆。对于高频信号线缆,直接经机箱底部(工作状态)绕到机箱前面,通过机箱框架内的走线槽,进入组件;对于低频信号线缆,经机箱底部(工作状态)转接后绕到机箱前面,通过机箱框架内的走线槽,进入组件。机箱内的线缆,组件与组件的线缆连接需经过机箱框架内的走线槽。这样设计的优点是既保证电缆排列整齐、信号损耗小,同时组件模块推拨也很方便。
2.3 防雨、防尘、防盐雾的设计
2.3.1 防雨
根据技术指标的要求,该机箱要求在工作和运输两种状态下都能防雨。机箱工作状态位置逆时针转动900变为运输状态。
2.3.1.1机箱底部防雨
进、出机箱的高频线缆,在开口处用导电密封胶封严;低频线缆用防水插座进行转接;进、出风口安装截止波导窗,波导窗内的蜂窝芯带有一定的角度,机箱在运输状态下能阻止雨水的进入。
2.3.1.2机箱前门、后门防雨结构
箱体与机箱门边相接触的四周设计有防水槽,雨水进入防水槽后靠自身的重力从箱体两侧落下。如图2所示。
1.机箱前门;2.密封圈;3.流水槽;4.簧片;5.箱体蒙皮;6.箱体框架;7.机箱后门
图2 机箱在工作状态下防雨图
冷风从箱体底部右侧的进风口通过空气过滤器,以大于3m/s的风速流经组件模块之间的间隙,与组件壳体进行热交换后经箱体左端的风扇、空气过滤器、从箱体底部左侧出风口流出[图3]。设计时箱体底部的出风口大于箱体底部的进风口,箱体底部的进风口的有效面积不小于0.015 m2。设计箱体时,对风道的设计要考虑周到,防止风向短路。
图3 机箱内风道X轴的方向
3.2 热仿真对机箱方案的优化设计.
箱内装有数十只组件模块,模块的总功耗350W,根据机箱内的总功耗及模块数量,除电源组件的功耗较大外,其它组件的取平均值,取单只组件的功率为8W,进风温度为55ºC,考虑到风扇把风压入组件间隙时,有一定的风阻,机箱设计时把风扇与组件间隙的距离设计为50mm,由于走线的需要,组件模块左右之间间隙设计为30mm,对组件与组件上下之间不同的间隙进行建模,取不同的进风量分别进行仿真。其结果如表1。
表1 热仿真主要参数进行比较
序号 |
假设条件 |
仿真结果 |
||||
相邻组件模块间隙mm |
进风口流量m3/h |
进风口温度Cº |
组件模块壳体最大壁温ºC |
机箱内外最大压力差Pa |
风道内X轴向最大流速m/s |
|
1 |
3 |
100 |
55 |
66.289 |
40.496 |
3.7893 |
2 |
3 |
120 |
55 |
64.894 |
56.758 |
4.5723 |
3 |
3 |
140 |
55 |
63.872 |
74.519 |
5.3219 |
4 |
3 |
160 |
55 |
63.052 |
94.472 |
6.0728 |
5 |
3 |
180 |
55 |
62.378 |
116.67 |
6.8261 |
6 |
4 |
120 |
55 |
65.289 |
26.459 |
3.4336 |
7 |
4 |
140 |
55 |
64.264 |
34.95 |
4.0063 |
8 |
4 |
160 |
55 |
63.44 |
44.507 |
4.5797 |
9 |
4 |
180 |
55 |
62.761 |
55.101 |
5.1516 |
10 |
4 |
200 |
55 |
62.193 |
66.693 |
5.723 |
11 |
5 |
120 |
55 |
65.437 |
14.963 |
2.7736 |
12 |
5 |
140 |
55 |
64.456 |
19.802 |
3.2372 |
13 |
5 |
160 |
55 |
63.661 |
25.253 |
3.7007 |
14 |
5 |
180 |
55 |
63.001 |
31.323 |
4.1649 |
15 |
5 |
200 |
55 |
62.466 |
37.974 |
4.628 |
16 |
2 |
220 |
55 |
61.97 |
45.227 |
5.0923 |
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