[發明專利]一種空間行波管收集極輻射散熱器

無效

• 申請號: 201010221727.4
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101894723A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 李斌;王彬蓉;黃桃;胡權;朱小芳;李建清;楊中海
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01J23/033
• 分類號: H01J23/033;H01J25/34
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于微波真空電子技術領域，具體涉及空間行波管放大系統中的收集極輻射散熱器。

背景技術

空間行波管廣泛應用于各種衛星以及載人航天與探月工程的轉發器、數據傳輸系統、雷達與電子對抗發射機等的末級功率放大器。空間行波管主要由電子槍、慢波結構、磁聚焦系統、收集極和輸入輸出耦合裝置五部分組成。其中，收集極負責接收與電磁波互作用后的廢棄電子注并將其能量進行回收。與電磁波互作用后的廢棄電子注打到收集極內表面，將其動能轉化為熱能，在收集極內表面產生大量的廢熱。如果不能及時有效地將收集極內表面的廢熱排出，則會導致收集極溫度過高，影響空間行波管的工作壽命、輸出功率及運行穩定性。為了提高空間行波管的輸出功率，保證其運行時的可靠性和穩定性，需要采取各種有效措施將收集極表面的廢熱排散到宇宙空間中去，以降低收集極的溫度。

在空間行波管中，收集極內外都是真空狀態，不存在對流散熱，像風冷和水冷這樣的散熱手段不再適用。目前，多采用熱傳導結合熱輻射的方式對收集極進行散熱，即采用導熱系數比較高的金屬材料將收集極內表面的熱能通過熱傳導傳導至收集極外表面，然后在收集極的外表面安裝輻射散熱器，將熱能通過輻射散熱器進一步排散到外部空間。在收集極的外部安裝輻射散熱器一方面可以將收集極外表面的溫度進一步傳導至輻射散熱器的金屬翼片上，同時可以有效增加收集極的輻射散熱面積。由于輻射的能量與輻射面積成正比，在收集極的外部安裝輻射散熱器可以更高效地將廢棄電子注在收集極內表面產生的廢熱排散到外部空間中去，保證空間行波管的工作穩定性和使用壽命。

目前，現有的一種空間行波管收集極輻射散熱器的結構如圖1所示，它由一個金屬套筒和多個排列在金屬套筒外表面的具有高導熱系數的金屬翼片組成。這種輻射散熱器雖然能夠對空間行波管收集極進行有效地散熱，但是其重量比較重，增加了空間行波管的重量，為衛星的發射增加了負重。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的空間行波管收集極輻射散熱器重量過重的不足，提供了一種空間行波管收集極輻射散熱器，在不影響其散熱效果的同時能夠有效降低其重量。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案是：一種空間行波管收集極輻射散熱器，包括一個金屬套筒和位于金屬套筒外表面的至少兩個金屬翼片，其特征在于，所述金屬翼片具有至少一個開槽，開槽后的金屬翼片的表面積不少于開槽前的金屬翼片的表面積。

上述金屬翼片的開槽形狀為矩形或梯形。

本發明的有益效果：由于對空間行波管收集極輻射散熱器的金屬翼片具有開槽，而輻射能量與輻射面積成正比，只要保證開槽后的金屬翼片的輻射表面積不少于開槽前的金屬翼片的輻射表面積，則開槽后的空間行波管收集極輻射散熱器的散熱性能幾乎不會受到影響，但是對金屬翼片進行開槽卻有效降低了空間行波管收集極輻射散熱器的重量，進而降低整個空間行波管的重量，減輕了衛星發射的負重。

附圖說明

圖1是現有的一種空間行波管收集極輻射散熱器的結構示意圖。

圖2是現有的一種空間行波管收集極輻射散熱器的金屬翼片結構示意圖。

圖3是本發明實施例1的結構示意圖。

圖4是本發明實施例1的金屬翼片結構示意圖。

圖5是本發明實施例2的結構示意圖。

圖6是本發明實施例2的金屬翼片結構示意圖。

圖7是本發明實施例3的結構示意圖。

圖8是本發明實施例3的金屬翼片結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。

如圖2所示，現有的空間行波管收集極輻射散熱器的金屬翼片的尺寸參數中，a為金屬翼片梯形截面的上底寬度，b為金屬翼片梯形截面的下底寬度，h為金屬翼片的高度，l為金屬翼片的長度。根據一實際空間行波管收集極輻射散熱器，給出金屬翼片的尺寸a＝2mm，b＝3mm，h＝42mm，l＝58mm。

本發明的下述各個實施例是在上述金屬翼片的基礎上開槽，對比不同形狀開槽的輻射散熱器對空間行波管收集極散熱性能的影響。開槽的尺寸所依據的開槽原則是：開槽后的金屬翼片的表面積不少于開槽前的金屬翼片的表面積。

實施例1：如圖3和4所示，一種空間行波管收集極輻射散熱器，包括一個金屬套筒和位于金屬套筒外表面的八個金屬翼片，每個金屬翼片有五個開槽，開槽的形狀為矩形。每個開槽在金屬翼片的高度方向上和厚度方向上均貫穿金屬翼片。本實施例中，金屬翼片的尺寸a＝2mm，b＝3mm，h＝42mm，1＝58mm，開槽的寬度d＝2mm，開槽的間距c＝8mm。