機(jī)載通信設(shè)備的機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)淺析

韓艷霞

摘? ?要：機(jī)載通訊設(shè)備與陸地固定通訊設(shè)備的機(jī)箱設(shè)計(jì)差異明顯，根據(jù)機(jī)載設(shè)備的特點(diǎn)，本文介紹了一種新型機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱，其結(jié)構(gòu)簡單，電磁兼容性好，提高耐電磁干擾性能，增強(qiáng)散熱效果，確保機(jī)箱能在嚴(yán)酷飛行條件下工作，提高機(jī)載通訊設(shè)計(jì)機(jī)箱及搭載機(jī)型的工作可靠性和適用性。本文所述的研究內(nèi)容，可以為同類設(shè)備機(jī)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供成熟的設(shè)計(jì)成果及經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)載? 通信設(shè)備? 機(jī)箱結(jié)構(gòu)? 設(shè)計(jì)

中圖分類號：TN03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（c）-0120-02

隨著航空電子技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)載電子通訊設(shè)備機(jī)箱的水平已成為衡量飛機(jī)性能的重要標(biāo)志之一?；仡櫃C(jī)載電子設(shè)備的發(fā)展過程，先后研制了許多適應(yīng)不同機(jī)型型號的專用電子設(shè)備機(jī)箱，如：用于火控和飛控的綜合航空電子系統(tǒng)、多功能雷達(dá)系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、武器外掛管理系統(tǒng)、綜合顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等不同類型任務(wù)[1]。機(jī)載電子通訊設(shè)備機(jī)箱硬件的性能是由電路特性和結(jié)構(gòu)特性兩部分決定的，電路特性決定機(jī)載電子通訊設(shè)備機(jī)箱的使用功能，結(jié)構(gòu)特性決定著機(jī)載電子通訊設(shè)備機(jī)箱在各種嚴(yán)酷飛行條件下的工作可靠性，因此研制一個(gè)既要保證使用功能、又要保證工作可靠性的機(jī)載電子通訊設(shè)備機(jī)箱是每個(gè)新機(jī)研制都必須重視的工作。

1? 機(jī)載通訊設(shè)備的影響因素分析

為適應(yīng)各種惡劣環(huán)境中長時(shí)間可靠、正常的工作，設(shè)計(jì)機(jī)載電子機(jī)箱時(shí)要對影響機(jī)載電子機(jī)箱性能的各種因素（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，電氣特性，機(jī)械物理結(jié)構(gòu)等），采取相應(yīng)保證措施的機(jī)載電子機(jī)箱（稱為加固機(jī)載電子機(jī)箱）或稱抗惡劣環(huán)境機(jī)載電子機(jī)箱。機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱的應(yīng)具有強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、高可靠性、高可維性。機(jī)箱加固通常包括：抗振動(dòng)沖擊性加固，電磁兼容性加固，高低溫性加固，三防（防腐，防霉，抗鹽霧）加固等[2]。

機(jī)載通訊系統(tǒng)通常工作在溫度非常高的熱環(huán)境中，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，70% 的通訊設(shè)備失效過高的熱環(huán)境有關(guān)。較嚴(yán)酷的熱環(huán)境對大多數(shù)電子設(shè)備的正常工作產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致電子元器件加失效，從而引起整個(gè)設(shè)備的失效。由高溫誘發(fā)的電失效、腐蝕失效也會(huì)大大減少電子元器件的工作壽命。

隨著大規(guī)模集成電路的使用，使通訊設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)朝著超小型組裝方向發(fā)展，對通訊系統(tǒng)熱計(jì)的要求也越來越高，特別是用在特殊工作環(huán)境條下的電子產(chǎn)品，設(shè)備中的金屬材料極易受到破壞腐蝕，非金屬材料也極易老化和失效，導(dǎo)致元器件的性能下降，甚至造成電氣的短路，嚴(yán)重影響設(shè)備的性能和使用壽命，同時(shí)由于電磁兼容設(shè)計(jì)要求的不斷提高，因此迫切需要一種能夠獨(dú)立工作，且與外界隔絕的通用性強(qiáng)的設(shè)備，散熱設(shè)計(jì)成為該類設(shè)備能夠正常工作至關(guān)重要的一步。機(jī)箱結(jié)構(gòu)上的熱環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)顯得特別重要。同時(shí)，大氣中的電磁環(huán)境變得越來越復(fù)雜，電磁干擾也變得越來越嚴(yán)重，這就對通訊系統(tǒng)和設(shè)備提出了更嚴(yán)格更詳細(xì)的要求，也使通訊設(shè)備水位電磁兼容性能成為現(xiàn)代及未來電子設(shè)備設(shè)計(jì)與研制過程中急需解決的問題。

2? 機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱的結(jié)構(gòu)形式

機(jī)箱是實(shí)現(xiàn)設(shè)備技術(shù)指標(biāo)要求的基礎(chǔ)，通常也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要對象。通信設(shè)備通常為獨(dú)立的箱殼式機(jī)箱，本文設(shè)計(jì)的機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱，包括前面板、后蓋板、上蓋板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板[3-5]（見圖1）。前面板、后蓋板、上蓋板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板組成中空的方框型結(jié)構(gòu)，這些組件的內(nèi)表面設(shè)置通過導(dǎo)電氧化處理形成的氧化層，其內(nèi)表面均設(shè)計(jì)成凸臺(tái)不平的結(jié)構(gòu)，外表面噴涂磁漆層。

3? 機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.1 散熱設(shè)計(jì)

在機(jī)箱的前面板、后蓋板、上蓋板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板的外表面分別噴涂黑色無光磁漆，形成噴涂磁漆層，并設(shè)計(jì)成鰭片、凹凸不平的結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)表面散熱效果。將電源模塊直接安裝在結(jié)構(gòu)后蓋板上，凹槽部上扣裝電源蓋板，將電源模塊密封固定在凹槽部內(nèi)。后蓋板和電源蓋板外表面設(shè)計(jì)成魚鰭式結(jié)構(gòu)形式，從而增加散熱面積[6]。

3.2 信號穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

通訊設(shè)備機(jī)箱的機(jī)箱內(nèi)部的電路主要由接口板、電路板（共多塊、功能不一）、電源板、多個(gè)方形插件、互聯(lián)板、剛?cè)岚?、方形插件和濾波器組成。接口板的主要功能是將電連接器與互聯(lián)板（通過剛?cè)岚澹┞?lián)系起來，保證信號的輸入和輸出，電連接器的針腳直接插到接口板并焊接，這種方式可有效保證信號傳輸?shù)目煽啃訹7]。

3.3 耐電磁干擾性設(shè)計(jì)

機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱，結(jié)構(gòu)簡單，采用體積小、重量輕的高密度材料組裝制造，在機(jī)載電子機(jī)箱的前面板、后蓋板、上蓋板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板內(nèi)表面通過導(dǎo)電氧化處理形成氧化層，這樣的設(shè)置，保證了電子機(jī)箱的電磁兼容性，提高了機(jī)箱耐電磁干擾性能。

3.4 機(jī)箱加固設(shè)計(jì)

助拔板、鎖緊機(jī)構(gòu)用于對電路板加固，使電路板能夠在較大的沖擊和振動(dòng)環(huán)境下可靠工作，同時(shí)鎖緊機(jī)構(gòu)將電路板機(jī)箱結(jié)構(gòu)件聯(lián)系在一起，可以將電路板上元器件產(chǎn)生的一部分熱量傳導(dǎo)到機(jī)箱結(jié)構(gòu)件。

4? 結(jié)語

本文所介紹的機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱結(jié)構(gòu)簡單，采用體積小、重量輕的高密度材料組裝制造，在機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱的前面板、后蓋板、上蓋板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板內(nèi)表面通過導(dǎo)電氧化處理形成氧化層，這樣的設(shè)置，保證了機(jī)箱的電磁兼容性，提高了機(jī)箱耐電磁干擾性能，前面板、后蓋板、上蓋板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板的外表面噴涂磁漆層，增強(qiáng)機(jī)載通訊機(jī)箱表面的散熱效果，魚鰭式散熱片的設(shè)計(jì)，也提高了散熱效果，使得機(jī)箱整體耐高溫性能提高，通過上述結(jié)構(gòu)，能夠確保所述的機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱能夠在嚴(yán)酷飛行條件下工作，從而提高機(jī)載通訊設(shè)備機(jī)箱及搭載機(jī)型的工作可靠性和適用性。與此同時(shí)，此種機(jī)載電子機(jī)箱，不僅強(qiáng)度好、重量輕，并且具備良好的抗震性能，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單、拆裝維修方便。

參考文獻(xiàn)

[1] 李響.軍用機(jī)載通信設(shè)備機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)[J]. 電子世界， 2013（11）：119-121.

[2] 遲獻(xiàn)臣. 機(jī)載密封機(jī)箱的散熱設(shè)計(jì)[J]. 電子機(jī)械工程， 2001（6）：37-38.

[3] 劉家華，李東來.機(jī)載液冷機(jī)箱結(jié)構(gòu)研究[A]//2008年電子機(jī)械與微波結(jié)構(gòu)工藝學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2008.

[4] 劉賢.機(jī)載電子設(shè)備機(jī)箱的熱場分析與仿真技術(shù)研究[D]. 西安電子科技大學(xué)，2009.

[5] 楊林，張豐華，姜紅明，等.基于強(qiáng)度仿真的某機(jī)載電子設(shè)備機(jī)箱減重研究[J]. 機(jī)械工程師， 2013（8）：186-188.

[6] 朱恒義，關(guān)學(xué)剛.某機(jī)載密封風(fēng)冷機(jī)箱散熱設(shè)計(jì)[J]. 艦船電子對抗，2019， 42（2）：120-122.