CAE仿真技术在雷达产品研发过程中的应用价值

雷达的结构复杂，在研发过程中常涉及到强度、刚度、电子散热、噪声、疲劳寿命、结构优化等多方面的工程问题。

随着现代CAE仿真技术的日趋成熟，企业完全可以将这种先进的研发手段与试验和经验相结合，形成互补，从而提升研发设计能力，有效指导新产品的研发设计，节省产品开发成本，缩短开发周期，从而大幅度提高企业的场竞争力。

下文是CAE仿真技术在解决雷达产品研发过程中部分常见工程问题的简要介绍：

1、雷达天线强度刚度分析

在设计天线安装架过程中，对安装架有严格的重量限制。ANSYS软件可用于研究减重后的结构在工作过程中是否有足够的强度和刚度。（如下图）

2、雷达天线动力学模态分析

天线阵在复杂的环境下容易产生较大振动或共振。在天线阵的设计阶段ANSYS软件可以帮助其有效避开系统的激励频率和工作频率。(如下图)

3、雷达及天线瞬态动力学分析

ANSYS软件的瞬态(时程)分析可以定量地衡量雷达及天线系统能否承受相应的动力学载荷。（如下图）

4、大功率器件热分析

ANSYS软件可准确地计算分析天线罩的瞬态温度场，瞬态应力和位移。其耦合分析功能简便精确。（如下图）

5、雷达T/R组件的热分析

有源相控雷达的T/R组件是关键部件，在工作过程中产生大量的热。ANSYS软件可以帮助解决在不同的工况条件下的详细温度分布，以助力设计和分析。（如下图）

6、相控天线系统的热设计

相控阵天线系统的热设计一直是其设计的关键点。借助于 ANSYS 软件通过齿高，齿间距及齿厚的变化对系统的影响，可以实现对散热齿的优化。（如下图）

7、雷达综合电子单元的热仿真

综合电子单元内包含了大量重要的电子部件，它的热性能对雷达的整体性能有重要影响。ANSYS 软件能够完成综合电子单元的热分析，帮助实现雷达的热设计和热分析。（如下图）

8、雷达中信号处理模块的热分析

信号处理模块可以滤除噪声、干扰、杂波，提取感兴趣的信号，是雷达中的重要电子部件。ANSYS 软件能详细模拟信号处理模块中的温度分布，为雷达设计提供重要依据。

9、雷达方舱的热环境仿真

雷达方舱内集成了大量高功率电子设备，同时工作人员在舱内长时间工作。ANSYS 软件能够帮助实现方舱总体设计，以满足舱内电子设备的散热要求，同时有利于人员的操作。

10、相关CAE软件模块：

几何建模： ANSYS SCDM

结构仿真分析： ANSYS Mechanical

流体仿真分析： ANSYS Icepak, Fluent, CFX, ICEM CFD

多物理场分析： ANSYS Multiphysics、ANSYS Mechanical/Emag

设计优化分析： ANSYS optiSlang

作者：安世亚太，仿真秀科普作者

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