[发明专利]一种空间行波管收集极辐射散热器

说明书

技术领域

本发明属于微波真空电子技术领域，具体涉及空间行波管放大系统中的收集极辐射散热器。

背景技术

空间行波管广泛应用于各种卫星以及载人航天与探月工程的转发器、数据传输系统、雷达与电子对抗发射机等的末级功率放大器。空间行波管主要由电子枪、慢波结构、磁聚焦系统、收集极和输入输出耦合装置五部分组成。其中，收集极负责接收与电磁波互作用后的废弃电子注并将其能量进行回收。与电磁波互作用后的废弃电子注打到收集极内表面，将其动能转化为热能，在收集极内表面产生大量的废热。如果不能及时有效地将收集极内表面的废热排出，则会导致收集极温度过高，影响空间行波管的工作寿命、输出功率及运行稳定性。为了提高空间行波管的输出功率，保证其运行时的可靠性和稳定性，需要采取各种有效措施将收集极表面的废热排散到宇宙空间中去，以降低收集极的温度。

在空间行波管中，收集极内外都是真空状态，不存在对流散热，像风冷和水冷这样的散热手段不再适用。目前，多采用热传导结合热辐射的方式对收集极进行散热，即采用导热系数比较高的金属材料将收集极内表面的热能通过热传导传导至收集极外表面，然后在收集极的外表面安装辐射散热器，将热能通过辐射散热器进一步排散到外部空间。在收集极的外部安装辐射散热器一方面可以将收集极外表面的温度进一步传导至辐射散热器的金属翼片上，同时可以有效增加收集极的辐射散热面积。由于辐射的能量与辐射面积成正比，在收集极的外部安装辐射散热器可以更高效地将废弃电子注在收集极内表面产生的废热排散到外部空间中去，保证空间行波管的工作稳定性和使用寿命。

目前，现有的一种空间行波管收集极辐射散热器的结构如图1所示，它由一个金属套筒和多个排列在金属套筒外表面的具有高导热系数的金属翼片组成。这种辐射散热器虽然能够对空间行波管收集极进行有效地散热，但是其重量比较重，增加了空间行波管的重量，为卫星的发射增加了负重。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的空间行波管收集极辐射散热器重量过重的不足，提供了一种空间行波管收集极辐射散热器，在不影响其散热效果的同时能够有效降低其重量。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种空间行波管收集极辐射散热器，包括一个金属套筒和位于金属套筒外表面的至少两个金属翼片，其特征在于，所述金属翼片具有至少一个开槽，开槽后的金属翼片的表面积不少于开槽前的金属翼片的表面积。

上述金属翼片的开槽形状为矩形或梯形。

本发明的有益效果：由于对空间行波管收集极辐射散热器的金属翼片具有开槽，而辐射能量与辐射面积成正比，只要保证开槽后的金属翼片的辐射表面积不少于开槽前的金属翼片的辐射表面积，则开槽后的空间行波管收集极辐射散热器的散热性能几乎不会受到影响，但是对金属翼片进行开槽却有效降低了空间行波管收集极辐射散热器的重量，进而降低整个空间行波管的重量，减轻了卫星发射的负重。

附图说明

图1是现有的一种空间行波管收集极辐射散热器的结构示意图。

图2是现有的一种空间行波管收集极辐射散热器的金属翼片结构示意图。

图3是本发明实施例1的结构示意图。

图4是本发明实施例1的金属翼片结构示意图。

图5是本发明实施例2的结构示意图。

图6是本发明实施例2的金属翼片结构示意图。

图7是本发明实施例3的结构示意图。

图8是本发明实施例3的金属翼片结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图2所示，现有的空间行波管收集极辐射散热器的金属翼片的尺寸参数中，a为金属翼片梯形截面的上底宽度，b为金属翼片梯形截面的下底宽度，h为金属翼片的高度，l为金属翼片的长度。根据一实际空间行波管收集极辐射散热器，给出金属翼片的尺寸a＝2mm，b＝3mm，h＝42mm，l＝58mm。

本发明的下述各个实施例是在上述金属翼片的基础上开槽，对比不同形状开槽的辐射散热器对空间行波管收集极散热性能的影响。开槽的尺寸所依据的开槽原则是：开槽后的金属翼片的表面积不少于开槽前的金属翼片的表面积。

实施例1：如图3和4所示，一种空间行波管收集极辐射散热器，包括一个金属套筒和位于金属套筒外表面的八个金属翼片，每个金属翼片有五个开槽，开槽的形状为矩形。每个开槽在金属翼片的高度方向上和厚度方向上均贯穿金属翼片。本实施例中，金属翼片的尺寸a＝2mm，b＝3mm，h＝42mm，1＝58mm，开槽的宽度d＝2mm，开槽的间距c＝8mm。