CN201893314U - 一种复合式耦合腔行波管极靴结构 - Google Patents

一种复合式耦合腔行波管极靴结构 Download PDF

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余峰
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Abstract

本实用新型公开了一种复合式耦合腔行波管极靴结构,其中心开有通道,通道的上方开有耦合槽,其由三部分通过钎焊焊接复合而成,三部分的材料分别为铁、铜、铁,两边的铁关于中心的铜对称。所述两侧铁的外径比中心的铜的外径小。所述复合式耦合腔行波管极靴外侧加工出围绕轴心的一组散热齿片。本实用新型的优点在于:可以大大提高极靴的导热能力,从而保证在行波管功率提高时不出现热失效。

Description

一种复合式耦合腔行波管极靴结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于真空电子器件领域,特别涉及到耦合腔行波管的磁极靴的结构。 【背景技术】
[0002] 行波管属于两种主要线性注微波电子器件中的一种,与之对应的另一种微波器件 是速调管。目前,行波管已经占到所有微波管销售额的50%以上。行波管的应用范围也非 常广阔,几乎所有的卫星通信都使用行波管作为末级放大器。在大多数雷达系统中都要使 用一只或若干只行波管作为产生高频发射脉冲的大功率放大器。应用行波管最多的领域是 电子对抗,在对接收到的敌方信号进行适当处理之后,可以将其作为欺骗信号馈入一个或 若干个行波管中转换为发射信号返回敌方。
[0003] 虽然已经提出了许多类型的行波管高频电路结构,但主要的只有两类:在宽带场 合中使用的螺旋线和在大功率场合使用的耦合腔。随着整机技术的升级换代,对耦合腔行 波管的功率要求越来越大。因为耦合腔行波管的效率一般在15%〜35%之间,那些未被有 效利用的能量最终要转化为热量在行波管管体上耗散掉。所以,随着耦合腔行波管功率的 提高,其散热要求也越来越高。也只有解决了散热问题,才能研制出输出功率很高的行波 管。
[0004] 常用的一体式极靴耦合腔行波管示意图如图1所示。其中标号1代表电子注、标 号2代表加载头、标号3代表耦合槽、标号4代表极靴、标号5代表铜环、标号6代表磁钢, 因为耦合腔行波管中的极靴4同时要满足三方面的功能:与铜环5 —起构成具有某一通带 的耦合腔链;与磁钢6 —起构成周期永磁聚焦系统;散热。
[0005] 一体式极靴材料为电工纯铁DT8,其热导率约为36 (ff/m. °C ),从图1中可以看出, 在极靴中心通道中的脉动的电子注1,有一部分将被极靴4的加载头2所截获,这些截获 的电子的能量都需要被极靴4带到行波管外进行耗散。因为极靴4的厚度有限,且耦合槽 3的存在极大的减弱了材料的导热性能。随着行波管功率的增大,极靴4上耗散的功率也 将增大,如果不采取方法增强极靴4的导热性能,则必将造成极靴4温度急剧升高,导致极 靴4的磁性改变,并可以导致极靴4与铜环5焊接处的真空密封焊缝破坏,造成行波管的失 效。
【实用新型内容】
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可大幅度提高行波管慢波极靴的 散热能力的应用于耦合腔行波管中的复合式极靴结构。
[0007] 本实用新型是采用以下技术方案解决上述技术问题的:一种复合式耦合腔行波管 极靴结构,其中心开有通道,通道的上方开有耦合槽,其由三部分通过钎焊焊接复合而成, 三部分的材料分别为铁、铜、铁,两边的铁关于中心的铜对称。
[0008] 铜的厚度为复合式耦合腔行波管极靴总厚度的1/5。
[0009] 所述耦合槽呈圆弧形。[0010] 所述两侧铁的外径比中心的铜的外径小。
[0011] 所述复合式耦合腔行波管极靴外侧加工出围绕轴心的一组散热齿片。
[0012] 在强迫风冷冷却的大功率行波管中使用时,所述散热齿片均朝一个方向弯折。
[0013] 本实用新型的优点在于:可以大大提高极靴的导热能力,从而保证在行波管功率 提高时不出现热失效。
【附图说明】
[0014] 下面参照附图对本实用新型作进一步的描述。
[0015] 图1为现有常用的一体式极靴耦合腔慢波系统结构示意图;
[0016] 图2为使用本实用新型复合式耦合腔行波管极靴结构的慢波系统结构示意图;
[0017] 图3A为本实用新型复合式耦合腔行波管极靴结构的主视图;
[0018] 图;3B为本实用新型复合式耦合腔行波管极靴结构的左视图;
[0019] 图4A为本实用新型复合式耦合腔行波管极靴结构弯折的主视图;
[0020] 图4B为本实用新型复合式耦合腔行波管极靴结构弯折的左视图。
【具体实施方式】
[0021] 使用本实用新型复合式耦合腔行波管极靴结构的慢波系统结构示意图如图2所 示,其中标号10代表电子注、标号20代表加载头、标号30代表耦合槽、标号40代表极靴、 标号50代表铜环、标号60代表磁钢,与图1中所表示的一体式极靴耦合腔慢波系统结构中 的极靴一样,复合式极靴也需要同时满足三方面的使用要求:与铜环50 —起构成具有某一 通带的耦合腔链;与磁钢60 —起构成周期永磁聚焦系统;将极靴40加载头20上截获电子 的残余能量转化为热量传导到行波管耦合腔外并耗散出去。
[0022] 复合式耦合腔行波管极靴的结构示意图如图3A及图:3B所示。其由三部分42、44、 46通过钎焊焊接复合而成,三部分42、44、46的材料分别为铁、铜、铁。两边的铁关于中心的 铜对称,铜的厚度约为复合极靴总厚度的1/5时,对磁场的影响不大。复合式耦合腔行波管 极靴的的中心开有通道,通道的上方开有耦合槽30。该实施例中,耦合槽呈圆弧形。
[0023] 两侧铁的外径比铜的外径小,并通过线切割或冲压的方式在该复合式耦合腔行波 管极靴外侧加工出围绕轴心的一组散热齿片。因为铜的热导率约为395(W/m. °C ),是铁的 热导率36(W/m. V )的10倍以上。所以复合式极靴的散热能力比一体式极靴有了大幅度的 提尚。
[0024] 并且因为增加了散热齿片,使得行波管的散热面积大得多,热量耗散得也比采用 一体式极靴的慢波系统快。非常适合于传导冷却和强迫风冷冷却的大功率行波管中使用。
[0025] 在强迫风冷冷却的大功率行波管中使用时,可以根据风向将散热齿片进行弯折, 如图4A及图4B所示。根据需要加大和减小风阻。

Claims (6)

1. 一种复合式耦合腔行波管极靴结构,其中心开有通道,通道的上方开有耦合槽,其特 征在于:其由三部分通过钎焊焊接复合而成,三部分的材料分别为铁、铜、铁,两边的铁关于 中心的铜对称。
2.如权利要求1所述的一种复合式耦合腔行波管极靴结构,其特征在于:铜的厚度为 复合式耦合腔行波管极靴总厚度的1/5。
3.如权利要求1所述的一种复合式耦合腔行波管极靴结构,其特征在于:所述耦合槽 呈圆弧形。
4.如权利要求1所述的一种复合式耦合腔行波管极靴结构,其特征在于:所述两侧铁 的外径比中心的铜的外径小。
5.如权利要求1所述的一种复合式耦合腔行波管极靴结构,其特征在于:所述复合式 耦合腔行波管极靴外侧加工出围绕轴心的一组散热齿片。
6.如权利要求5所述的一种复合式耦合腔行波管极靴结构,其特征在于:所述散热齿 片均朝一个方向弯折。
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