[发明专利]储热式行波管

说明书

本发明涉及一种储热式行波管，属于微波电真空技术领域。

行波管作为微波系统的末级功率放大，广泛应用于雷达、电子对抗和通讯等国防重点工程。高温工作性能是行波管的重要性能指标，也是直接影响其质量和可靠性的关键指标之一。“行波管现状与发展”(王斌等，《电子产品可靠性与环境试验》，1998年第2期P45-49)分析了我国现有行波管应用情况和存在问题，提出了开展行波管散热技术的攻关是至关重要的。目前，国内外有关行波管散热系统的具体方案主要有：液体冷却、强制风冷等。如“大功率发射机行波管冷却系统热设计”(《电子侦察干扰》1997年第2期)中介绍的强迫液冷方式，采用冷板作为行波管的安装底板，又作为行波管的散热器。行波管的热量传至冷板，再由冷板传给流动的冷却液为一次冷却，而由冷板流出的被加热了的液体流经热交换器，由风机的强迫风冷，将液体的热量带走为二次冷却。在这些传统散热方式中，无论是风冷、液冷或其他方式，一般都要有相应的热交换器、风机等系统，所占体积相当庞大。而对于某些特殊场合，如，机载等空间尺寸严格限制的情况下，这些传统的冷却方式难以满足要求，必须寻找一种更有效的新的散热技术。

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种新的储热式行波管，使散热器体积小，散热效率更高，能适应空间尺寸限制特别严格的工作场合的要求。

为实现这样的目的，本发明的技术方案中采用了全封闭散热器，并采用灌注相变材料的工艺，将一种在发生相变时吸热的相变材料灌入其中，以吸收行波管工作时收集极产生的大量热量，使整管的输出功率和增益无明显跌落。

本发明包括全封闭式散热器、波导管及输入端和引出端，全封闭散热器采用铝质材料，由上、下两部分组成，上散热器为全封闭式，内部为多翼状翘片隔离的空腔，用以灌装相变材料，下散热器的下平面与导热底板紧密贴合，外侧和上散热器一样布有众多的散热片，在上、下散热器形成的中间圆柱状腔体内安装收集极组件。

收集极在行波管工作过程中产生大量热量，直接传递给上、下散热器。合理地设计散热器，可使收集极热量一部分由上散热器内腔中的相变材料吸收，一部分则通过下散热器传递给导热底板散热，从而使收集极温度保持在行波管正常工作所允许的范围内。

收集极一大部分热量是被相变材料吸收的，因而选用合适的相变材料是至关重要的。本发明选用的相变材料是G型相变材料，是一种熔点为73℃的高分子材料，其主要技术指标如下：

熔点        73℃       沸点＞170℃

熔化焓      57卡／克   固→液转变时体膨胀系数     -13％

比热        20℃       C_p=0．3692卡／克度

            50℃       C_p=0．4086卡／克度

            80℃       C_p=0．4853卡／克度

使用寿命＞1000次

安全性：无毒、无腐蚀性          酸碱性：PH值为中性

耐低温性：-200℃不发生任何化学变化和相变。

因本发明采用的相变材料是粉状结晶物，故须加热转变为液相后才能注入上散热器的空腔内。全封闭散热器的外部预留两个M5的小螺孔，相变材料是通过这两个小螺孔注入的。

本发明采用的灌注相变材料的工艺为：

1、称取与上散热器空腔体积相应重量的粉状相变材料，盛于烧杯中，再置于电热烘箱内的搪瓷盘上。

2、将散热器平放在搪瓷盘上，两个螺孔均朝上。

3、接通电热烘箱电源，逐渐升温，使散热器加热温度控制在120℃±5℃。烧杯内相变材料的温度逐步升高，当高于其相变温度时，渐渐熔化转变为液相。在大部分相变材料转变为液相后，即可缓缓由散热器外部预留的两螺孔注入其内腔。待相变材料完全熔化并灌完后切断烘箱电源，稍待冷却后，将散热器从烘箱中取出，趁热态时用螺帽、密封垫圈封闭两螺孔，然后用风冷或自然冷却散热器，相变材料逐渐凝固成结晶状。至此，灌注工艺结束。

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。

图1为本发明整体结构及散热器安装部位示意图。

如图所示，本发明包括全封闭式散热器1、波导管2，散热器1安装在波导管2的一侧，行波管的另一头布置有输入端3及引出端4。

图2为本发明的全封闭式散热器结构示意图。