FloTHERM對無線接入基站中手機(jī)通訊模塊內(nèi)的多個散

坤道 2013-09-22

基站可以有多小?

2011年世界的移動手機(jī)訂閱突破60億大關(guān)，導(dǎo)致移動基站數(shù)量的增加。這反過來需要建造更過不顯眼的小型基站。在這種情況下，需要更多緊湊型散熱器，以使基站內(nèi)的元器件的溫度保持在合理范圍之內(nèi)。位于韓國首爾的漢陽大學(xué)的工程師們在2010年利用市場領(lǐng)先的電子散熱軟件FloTHERM研究了這一問題。

FloTHERM是和韓國PIDOTECH公司的一種新型過程集成和設(shè)計(jì)優(yōu)化工PIAnO共同使用來解決此問題的。工程師們所進(jìn)行的詳細(xì)CFD研究，旨在對無線接入基站中(如圖1)手機(jī)通訊模塊的多個緊湊型散熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使手機(jī)訂閱用戶的無

線網(wǎng)絡(luò)連接保持正常進(jìn)行。

   緊湊型散熱器集成在無線接入基站的前端和后端外殼中。這使得基站外殼即使處于大范圍溫度變化的環(huán)境中也能保持穩(wěn)定的溫度，并且其采用對流循環(huán)氣流的方式對其電子元件進(jìn)行散熱。自然對流的方式更為可取，相比風(fēng)扇散熱，它更無聲無息。研發(fā)人員認(rèn)為，在此多
變量設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，面臨的挑戰(zhàn)是如何為
散熱器設(shè)置理想的高度、厚度和基底厚度以及為遮陽板和基站前端散熱器間設(shè)置理想的間隔(如圖2)。

   最終目標(biāo)是在減小系統(tǒng)體積的同時

實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)12個關(guān)鍵元器件的結(jié)點(diǎn)溫度控制(如圖3)。

利用FloTHERM進(jìn)行的CFD仿真(如圖4所示)顯示了基站系統(tǒng)在極端操作環(huán)境
下的溫度分布。 PIAnO 是用來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所需的一系列CFD仿真以及自動執(zhí)行多變量設(shè)計(jì)方案的步驟。為得到理想的設(shè)計(jì)方案，抽樣選取產(chǎn)品內(nèi)的 54個點(diǎn)，熱分析結(jié)果由54個樣點(diǎn) 得出。在L54（21x325）的正交列陣中可找到這些樣點(diǎn)的精確位置，并可建立二次多項(xiàng)式回歸模型對12個重要位置的溫度進(jìn)行估計(jì)。可利用近似模型對產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

這項(xiàng)研究利用PIAnO和FloTHERM軟件對基站系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，使得其體積縮小了41.9%，同時突破了其設(shè)計(jì)限制(如圖5所示)。經(jīng)測試得出的設(shè)計(jì)點(diǎn)最佳溫度值和經(jīng)FloTHERM仿真得出的溫度值幾乎是一樣的，這說明此設(shè)計(jì)方法是有效的。