液态金属天线散热技术研究开题报告
2020-10-12 20:51:33
1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1选题背景及意义天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。从智能手机、汽车，到卫星通信、军用雷达，天线已经无处不在，在方方面面充斥着我们的生活。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，总之凡是利用电磁波来传递信息的，都依赖于天线来进行工作[1]。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
正是因为它具有广泛的应用，目前，在国内外针对于天线的相关研究处于百花齐放状态。其中，有两个问题备受瞩目。
其一，天线的散热问题。随着现代雷达和通信系统的迅速发展，为实现通信、导航、制导、警戒、武器寻的等目的，飞机、舰船、卫星等所需的天线数量和种类越来越多。这使得平台上所负载的重量不断增加，而且搭建天线所需的费用也不断攀升。同时，大功率天线的发热量巨大，各天线之间的电磁干扰也非常大，严重影响天线的正常工作[2]。研究表明，有55%以上的电子设备、元器件、系统的失效是由于温度超标所致[3]。如果散热不合理，可能会产生热应变、热应力、热疲劳问题，影响寿命和造成失效。同时热问题会影响天线探测、跟踪以及识别功能的精准性，这在一些重要领域中不容存在。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容2.1.1 可重构天线设计
首先是学习天线的基础知识，了解常见天线的种类与构造，参考已有文献中别人设计的可重构天线提出一种天线的自己的设计方案。由于液态金属镓铟合金本身具有流动性，且接触空气后会被氧化，所以我们设计的天线必须是一个无氧的密闭空间，比如采用人造橡胶对其进行包裹。橡胶具有较好的延展性，可以在需要时对其进行尺寸以及形状的更改，在外观更改之后，液态金属也要可以很快并且较均匀地重新分布，由于发射单元的导电部分的改变会形成一个新的天线。我们需有进一步考虑的方面包括天线本身的形状以及尺寸，这个需要利用建模软件绘制。然后是设计改变外形的方案。可以想象，如果人为改变外形，我们可以得到任意形状的天线，但是，这样很难去验证所得的新的天线是不是我们所希望的。所以，可以先简化一下，天线的改变后的形状是我们设计好的几种，并且这种改变是可逆的，以便于实验验证。比如说，在人造橡胶管路中注入液态金属镓铟合金，用来绕制线圈，可以改变螺距增加或减少匝数。在对简单的设计比较清楚后，我们将考虑设计更加复杂的具有功能性的天线，比如说有源相控阵天线。
2.1.2 天线的散热设计
3. 研究计划与安排
| 时间节点 | 工作内容 |
| 预备周 | 确定选题、收集相关文献资料。 |
| 1周（2017.2.20～2017.2.26） | 学习天线的基础理论。 |
| 2周（2017.2.27～2017.3.5） | 对文献进行总结，撰写文献摘要，写开题报告初稿。 |
| 3～4周（2017.3.6～2017.3.19） | 完成文献摘要，检查并修改开题报告，网上提交开题报告。 |
| 5周（2017.3.20～2017.3.26） | 外文翻译，提交规范的译文稿。 |
| 6～7周（2017.3.27～2016.4.9） | 设计可重构天线及其散热方案。 |
| 8～9周（2017.4.10～2017.4.23） | 对设计的天线进行建模仿真分析。 |
| 10～12周（2017.4.24～2017.5.14） | 设计实验进行验证，修改设计方案，撰写论文初稿。 |
| 13周（2017.5.15～2017.5.21） | 完善论文并在网上提交论文。 |
| 14周（2017.5.22～2017.5.28） | 提出答辩申请，并作答辩准备；教师审阅论文，并审查答辩资格。 |
| 15周（2017.5.29～2017.6.4） | 参加答辩。 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 罗昕瑜. 浅谈有源阵列天线技术的应用[j]. 数码世界, 2016(12):241-241.[2] 谢耿琳. 有源相控阵天线小通道冷板的热仿真分析与热设计[d]. 电子科技大学, 2014.
[3] 平丽浩, 钱吉裕, 徐德好. 电子装备热控新技术综述(上)[j]. 电子机械工程, 2008, 24(2):1-10.
[4] schaubert d h, farrar f g, hayes s t, et al. frequency-agile, polarization diverse microstrip antennas and frequency scanned arrays:, us4367474[p]. 1983.
