JP2978816B2 - Radiation cooled traveling wave tube - Google Patents

Radiation cooled traveling wave tube

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JP2978816B2
JP2978816B2 JP9079874A JP7987497A JP2978816B2 JP 2978816 B2 JP2978816 B2 JP 2978816B2 JP 9079874 A JP9079874 A JP 9079874A JP 7987497 A JP7987497 A JP 7987497A JP 2978816 B2 JP2978816 B2 JP 2978816B2
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JISEDAI EISEI TSUSHIN HOSO SHISUTEMU KENKYUSHO KK
Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コレクタの外周に
輻射冷却用放熱フィンを有する輻射冷却型進行波管に関
し、特に、高温環境の輻射冷却効果の改善および低温環
境の過冷却防止により信頼性を向上できる輻射冷却型進
行波管に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation cooling type traveling wave tube having a radiation cooling fin on the outer periphery of a collector, and more particularly, to an improvement in radiation cooling effect in a high temperature environment and prevention of supercooling in a low temperature environment to improve reliability. The present invention relates to a radiation-cooled traveling-wave tube that can improve the performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】進行波管は、マイクロ波衛星通信におい
てマイクロ波増幅に利用されている。特に、人工衛星の
中継機に使用される進行波管に対しては、小型軽量およ
び高効率に加えて、ロケットの打ち上げ、衛星の姿勢制
御等の際に加わる振動および衝撃、並びに、衛星の運用
環境によって受ける温度差の激しい温度サイクル、とい
うような厳しい環境に耐える性能が要求される。
2. Description of the Related Art Traveling-wave tubes are used for microwave amplification in microwave satellite communications. In particular, for traveling wave tubes used in satellite transponders, in addition to small size, light weight and high efficiency, vibration and shock applied during launching of rockets, attitude control of satellites, etc., and operation of satellites It is required to have a performance that can withstand a severe environment such as a temperature cycle in which a temperature difference greatly varies depending on the environment.

【0003】一方、進行波管は、100W以上の発熱が
あり、人工衛星の中継機に使用される機器の中では発熱
量が大きい。このため、進行波管の熱放散設計は、衛星
にとって重要な事項となっている。
On the other hand, a traveling wave tube generates heat of 100 W or more, and generates a large amount of heat among devices used for a repeater of an artificial satellite. For this reason, the heat dissipation design of a traveling wave tube is an important matter for a satellite.

【0004】衛星搭載用進行波管の熱放散制御方法には
伝導冷却型と輻射冷却型とがある。伝導冷却型は、進行
波管のコレクタで発生した熱を、伝導により衛星本体に
伝え衛星の熱処理機構により宇宙空間へ放散する。一
方、輻射冷却型では、進行波管のコレクタに放熱フィン
が宇宙空間にさらされる状態で取り付けられており、コ
レクタで発生した熱は放熱フィンから輻射により直接宇
宙空間に放散される。
[0004] There are a conduction cooling type and a radiation cooling type as a heat dissipation control method for a traveling wave tube mounted on a satellite. In the conduction cooling type, heat generated in the collector of the traveling wave tube is transmitted to the main body of the satellite by conduction, and is radiated to outer space by a heat treatment mechanism of the satellite. On the other hand, in the radiation cooling type, a radiation fin is attached to the collector of the traveling wave tube in a state where the radiation fin is exposed to outer space, and heat generated in the collector is directly radiated from the radiation fin to outer space by radiation.

【0005】輻射冷却型の利点は、コレクタで発生した
熱が衛星に伝わらないため、衛星の熱処理能力が小さく
て済む点にある。このため、次世代の進行波管ではこの
輻射冷却型が主流になるといわれている。更に高出力の
場合、コレクタから発生する熱が増大するので、コレク
タから基板面を通して衛星内部に放熱する伝導冷却型よ
り、コレクタの放熱部分を宇宙空間に露出させて熱を逃
がす構造の輻射冷却型の方が適しているといえる。
An advantage of the radiation cooling type is that the heat generated in the collector is not transmitted to the satellite, so that the heat treatment capacity of the satellite can be small. For this reason, it is said that this radiant cooling type will be the mainstream in the next generation traveling wave tube. In the case of higher output, the heat generated from the collector increases, so the radiant cooling type has a structure in which the heat radiation part of the collector is exposed to outer space and heat is released, rather than the conduction cooling type that radiates heat from the collector to the inside of the satellite through the substrate surface. Is more suitable.

【0006】まず、図5を参照して、従来の輻射冷却型
進行波管としてヘリックス形進行波管について説明す
る。
First, a helical traveling wave tube will be described as a conventional radiation cooled traveling wave tube with reference to FIG.

【0007】図5の構成図に示されるように、進行波管
90の電子銃91は加速した電子ビームを遅波回路92
へ放射する。遅波回路92は、別に入力されるマイクロ
波を入射した電子ビームの相互作用の進行に伴い徐々に
増幅して出力すると共に、マイクロ波との相互作用を終
了した電子ビームをコレクタ3へ出力する。
As shown in the block diagram of FIG. 5, an electron gun 91 of a traveling wave tube 90 transmits an accelerated electron beam to a slow wave circuit 92.
Radiate to The slow-wave circuit 92 gradually amplifies and outputs a separately input microwave as the interaction of the incident electron beam progresses, and outputs the electron beam that has completed the interaction with the microwave to the collector 3. .

【0008】コレクタ3は、入力した電子ビームをコレ
クタ電極93によって捕捉し、この際に発生した熱は、
円筒状コレクタ3の外周囲の経線方向に配置された複数
の放熱フィン94によって宇宙空間へ放散される。ま
た、放熱フィン94によって進行波管側へ放散される熱
は、コレクタ3と遅波回路92との間に平面をなして設
けられる熱シールド95により遮断される。
[0008] The collector 3 captures the input electron beam by the collector electrode 93, and the heat generated at this time is
The heat is radiated to outer space by a plurality of radiating fins 94 arranged in the meridian direction around the outer periphery of the cylindrical collector 3. The heat dissipated by the radiation fins 94 toward the traveling wave tube is blocked by a heat shield 95 provided between the collector 3 and the slow wave circuit 92 in a plane.

【0009】次に、図6を参照して衛星における輻射冷
却型進行波管の熱の放散について説明する。
Next, with reference to FIG. 6, a description will be given of heat dissipation of the radiation-cooled traveling wave tube in the satellite.

【0010】図6(A)の構成説明図に示される進行波
管90は、コレクタ3で発生する熱を逃がす放熱フィン
94を衛星の外壁となる衛星パネル1から衛星外部へ突
出させて取り付け、発生する熱を直接宇宙空間に放散す
る。また、進行波管90は、熱シールド95を設け、放
熱フィン94により放散された熱を衛星内部に戻さない
ように遮断する。
A traveling wave tube 90 shown in the configuration explanatory view of FIG. 6A is provided with radiation fins 94 for releasing heat generated in the collector 3 projecting from the satellite panel 1 serving as the outer wall of the satellite to the outside of the satellite. Dissipates the generated heat directly into outer space. Further, the traveling wave tube 90 is provided with a heat shield 95, and blocks heat dissipated by the radiation fins 94 so as not to return to the inside of the satellite.

【0011】熱を放散する放熱フィン94は、図6
(A)に図6(B)を併せ参照して明らかなように、方
形の薄板形状をなし、円筒形状のコレクタ3の外周囲の
経線方向でコレクタ3の中心軸と同一平面上に、かつ8
枚によりコレクタ3の外周囲で等間隔に配置されてい
る。
The heat dissipating fins 94 for dissipating heat are shown in FIG.
As is clear from FIG. 6 (A) and FIG. 6 (B), it is formed in a rectangular thin plate shape and is coplanar with the central axis of the collector 3 in the meridian direction of the outer periphery of the cylindrical collector 3 and 8
The sheets are arranged at equal intervals around the outside of the collector 3.

【0012】この構造により輻射冷却型進行波管を使用
することが衛星の熱負荷を軽減するので、放送衛星のよ
うに数百ワットの高出力を必要とする衛星では、輻射冷
却型進行波管が適している。
Since the use of the radiation-cooled traveling-wave tube reduces the thermal load on the satellite due to this structure, the radiation-cooled traveling-wave tube is required for a satellite requiring a high output of several hundred watts, such as a broadcasting satellite. Is suitable.

【0013】最近、人工衛星の中継機は、チャネル数が
増大するため搭載される進行波管の数も増加している。
1965年に打ち上げられた衛星では2本の進行波管が
搭載されたが、1997年に打ち上げられた衛星では3
4本の進行波管が高密度実装により搭載された。このよ
うな多数の進行波管のため、小出力の数十から百ワット
出力の進行波管に対しても輻射冷却型の要求が高まって
いる。
Recently, the number of traveling wave tubes mounted on the repeater of an artificial satellite has increased due to the increase in the number of channels.
The satellite launched in 1965 was equipped with two traveling-wave tubes, while the satellite launched in 1997 was equipped with three traveling-wave tubes.
Four traveling wave tubes were mounted by high-density mounting. Due to such a large number of traveling wave tubes, there is an increasing demand for a radiation cooling type even for traveling wave tubes having a small output of several tens to hundreds of watts.

【0014】しかし、このように、多数の輻射冷却型進
行波管が横並びに隣接して実装される場合、図6を参照
して説明した上述の放熱フィン94では、図2(B)に
示されるように、横並びの輻射冷却型進行波管のコレク
タ中心軸を含む平面を配設面とする場合、放熱用のフィ
ン44の配設面側の放熱面が、配設面側のフィン42
と、対面する隣接輻射冷却型進行波管のフィン45との
間で閉空間を形成しこの閉空間に熱が滞留して放熱機能
を悪化させる。
However, when a large number of radiant cooling type traveling wave tubes are mounted side by side and adjacent to each other as described above, the radiation fins 94 described with reference to FIG. When the plane including the central axis of the collectors of the radiation cooling type traveling wave tubes arranged side by side is used as the mounting surface, the heat dissipating surface on the disposing surface side of the heat dissipating fins 44 is replaced by the fins 42 on the disposing surface side.
And a fin 45 of an adjacent radiation-cooled traveling wave tube facing it, a closed space is formed, and heat stays in this closed space to deteriorate the heat radiation function.

【0015】この結果、それぞれの放熱用フィンの放散
能力が低下し、進行波管の過大な温度上昇を招く。過大
な温度上昇は、マイクロ波管構成部品に含まれている吸
蔵ガスの放出を発生させ、進行波管内の真空度の低下を
引起こすなど、進行波管の性能および信頼度に大きな悪
影響を及ぼす。
As a result, the radiation capability of each radiating fin is reduced, causing an excessive rise in temperature of the traveling wave tube. Excessive temperature rise has a significant adverse effect on the performance and reliability of the traveling wave tube, such as causing the release of occluded gas contained in the microwave tube components and causing a decrease in the degree of vacuum in the traveling wave tube. .

【0016】一方、別に、強制冷却についての技術が、
例えば、特開昭58−44755号公報に記載されてい
る。この構造では、放熱フィンの一部が区切られてバイ
メタル構造になっており、整列する放熱フィンの中でバ
イメタル構造の部分のみが高温環境で冷却用の周囲流体
の中へ湾曲して周囲流体の流れを大きく乱すことによ
り、放熱効果の向上が実現されている。
On the other hand, another technique for forced cooling is as follows.
For example, it is described in JP-A-58-44755. In this structure, a part of the radiation fin is divided into a bimetal structure, and only the part of the bimetal structure among the arranged radiation fins curves into the surrounding fluid for cooling in a high temperature environment, and By greatly disturbing the flow, an improvement in the heat radiation effect is realized.

【0017】しかし、この技術は流体による放熱に関す
るものであり、流体となる大気がない宇宙空間での放熱
面による放熱では輻射冷却型となるので、宇宙空間に対
する放熱面の大きさおよび向きが放熱効果に影響する。
However, this technology relates to heat radiation by a fluid, and since the radiation by the heat radiation surface in space where there is no fluid air is a radiation cooling type, the size and direction of the heat radiation surface with respect to space are Affect the effect.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の輻射冷
却型進行波管では、次のような問題点がある。
The above-mentioned conventional radiation-cooled traveling wave tube has the following problems.

【0019】第1の問題点は、複数の輻射冷却型進行波
管が横並びに隣接して実装される場合、放熱機能を悪化
させることである。
The first problem is that when a plurality of radiant cooling type traveling wave tubes are mounted side by side and adjacent to each other, the heat radiation function is deteriorated.

【0020】その理由は、横並びの輻射冷却型進行波管
のコレクタ中心軸を含む平面を配設面とする場合、放熱
フィンの配設面側の放熱面が、配設面側の放熱フィン
と、対面する隣接輻射冷却型進行波管の放熱フィンの面
との間で閉空間を形成し、この閉空間に熱が滞留するか
らである。
The reason is that when the plane including the central axis of the collectors of the radiation cooling type traveling wave tubes arranged side by side is used as the disposition surface, the heat dissipating surface on the disposing surface side of the heat dissipating fin is different from the heat dissipating fin on the disposing surface side. This is because a closed space is formed between the radiating fins of the adjacent radiation cooling type traveling wave tubes facing each other, and heat stays in this closed space.

【0021】第2の問題点は、衛星が太陽光を受けない
地球の裏側に入った際に、高電圧部が絶縁低下になる場
合があることである。
The second problem is that when the satellite enters the backside of the earth that does not receive sunlight, the insulation of the high voltage part may be reduced.

【0022】その理由は、衛星が太陽光を受けない地球
の裏側に入った場合、衛星は冷却されるが、更に輻射冷
却型の放熱フィンにより過冷却をおこし、高電圧部の絶
縁に用いられている樹脂の温度が絶縁機能の最低許容温
度以下になるからである。
The reason is that when the satellite enters the back side of the earth where it does not receive sunlight, the satellite is cooled, but it is further cooled by radiation cooling type radiating fins and used for insulation of high voltage parts. This is because the temperature of the resin used is lower than the minimum allowable temperature of the insulating function.

【0023】本発明の課題は、複数の輻射冷却型進行波
管が横並びに隣接して実装された場合でも、高温環境で
コレクタの発生熱を効率よく放散できる一方、低温環境
で過冷却を防止できる輻射冷却型進行波管を提供するこ
とである。
An object of the present invention is to efficiently dissipate the heat generated by a collector in a high-temperature environment even when a plurality of radiation-cooled traveling wave tubes are mounted side by side and adjacently, while preventing overcooling in a low-temperature environment. It is an object of the present invention to provide a radiation-cooled traveling wave tube that can be used.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明による輻射冷却型
進行波管は、コレクタの外周に輻射冷却用放熱フィンを
有する輻射冷却型進行波管において、前記放熱フィンの
面が、高温環境では宇宙空間側を向き、かつ低温環境で
は前記コレクタの外周面および隣接する輻射冷却型進行
波管の放熱フィンの面の少なくとも一方を向くように、
前記放熱フィンは、一方の面に高熱膨脹材料、および他
方の面に低熱膨脹材料それぞれを張り合わせて構成され
る放熱面を備えている。
A radiation-cooled traveling wave tube according to the present invention is a radiation-cooled traveling wave tube having a radiation fin for radiation cooling on the outer periphery of a collector. To face the space side, and in a low-temperature environment, so as to face at least one of the outer peripheral surface of the collector and the surface of the radiation fin of the adjacent radiation cooling type traveling wave tube,
The heat radiating fin has a heat radiating surface formed by laminating a high thermal expansion material on one surface and a low thermal expansion material on the other surface.

【0025】また、本発明による輻射冷却型進行波管の
具体的な手段の一つは、円筒状のコレクタの外周面にこ
のコレクタの経線方向に設けられた複数の輻射冷却用放
熱フィンを有する輻射冷却型進行波管において、前記放
熱フィンが、隣接して配設される複数の輻射冷却型進行
波管により形成される配設面に対して平行および垂直の
いずれかの面を有する放熱フィンを除き、前記配設面に
近い側の面に低熱膨脹材料、および前記配設面と垂直な
面に近い側の面に高熱膨脹材料それぞれを張り合わせて
構成される放熱面を備えている。
One specific means of the radiation cooling type traveling wave tube according to the present invention has a plurality of radiation cooling fins provided on the outer peripheral surface of a cylindrical collector in the meridian direction of the collector. In the radiation-cooled traveling wave tube, the radiation fin has any one of a plane parallel and perpendicular to an arrangement surface formed by a plurality of radiation-cooled traveling wave tubes disposed adjacent to each other. Except for the above, a heat-dissipating surface constituted by bonding a low-thermal-expansion material on a surface close to the mounting surface and a high-thermal-expansion material on a surface near a surface perpendicular to the mounting surface is provided.

【0026】更に、別の手段として、コレクタの外周に
このコレクタの軸方向と垂直な面を形成する輻射冷却用
放熱フィンを有する輻射冷却型進行波管において、前記
放熱フィンが、高温環境で、宇宙空間側の面に高熱膨脹
材料、および衛星本体側の面に低熱膨脹材料それぞれを
張り合わせて構成される放熱面を備えており、前記放熱
面は、宇宙空間側の表面を高輻射率面、および衛星本体
側の表面を反射面それぞれに処理することにより効果を
増加することもできる。
Further, as another means, in a radiant cooling type traveling wave tube having radiant cooling radiating fins which form a surface perpendicular to the axial direction of the collector on the outer periphery of the collector, the radiating fins are arranged in a high temperature environment. The surface on the outer space side has a high thermal expansion material, and the surface on the satellite body side has a heat radiating surface configured by laminating a low thermal expansion material, and the heat radiating surface has a high emissivity surface on the outer space side. In addition, the effect can be increased by treating the surface of the satellite body side with the respective reflecting surfaces.

【0027】上記記載のように、バイメタル構造によ
り、放熱フィンを、高温環境では、放熱フィンにより囲
まれる熱の滞留領域を縮小すると共に宇宙空間に対向す
る放熱面を最大にする一方、低温環境では放熱フィンに
より囲まれる熱の滞留領域を拡大すると共に宇宙空間に
対向する放熱面を最小にすることができる。
As described above, with the bimetal structure, the heat dissipating fins can be reduced in a high-temperature environment by reducing the heat retention area surrounded by the heat dissipating fins and maximizing the heat dissipating surface facing the outer space. It is possible to enlarge the heat retention area surrounded by the radiation fins and minimize the radiation surface facing the outer space.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0029】図1は本発明の実施の一形態を示す構成説
明図である。図1(A)の主要構成図、および図1
(B)の図1(A)におけるA−A断面図に示されるよ
うに、衛星パネル1から宇宙空間へ突出する輻射冷却型
の進行波管2の円筒状のコレクタ3が、外周囲の経線方
向に面をなし隣接のものと45度の角度を持つ8枚の放
熱フィン4を有しているものとする。また、放熱フィン
4と衛星パネル1との間には、進行波管2の中心軸に垂
直に熱シールド5の平板が設けられ、放熱フィン4から
放射され衛星パネル1に向かう熱を遮断するものとす
る。また、複数の進行波管2が水平方向に隣接配設され
るものとし、配設面としての平面を形成するものとす
る。
FIG. 1 is a structural explanatory view showing an embodiment of the present invention. 1 (A) and FIG.
As shown in the AA cross-sectional view in FIG. 1A of FIG. 1A, the cylindrical collector 3 of the radiation-cooled traveling wave tube 2 projecting from the satellite panel 1 into the outer space is formed by a meridian around the outside. It is assumed that the radiating fin 4 has eight radiating fins 4 having a surface in the direction and having an angle of 45 degrees with the adjacent one. Further, a flat plate of a heat shield 5 is provided between the radiation fin 4 and the satellite panel 1 perpendicularly to the center axis of the traveling wave tube 2 to block heat emitted from the radiation fin 4 toward the satellite panel 1. And Further, a plurality of traveling wave tubes 2 are arranged adjacent to each other in the horizontal direction, and form a plane as an arrangement surface.

【0030】また、図1(B)に示されるように、放熱
フィン4には、配設面に垂直なフィン41、配設面上の
フィン42、およびこれらの中間に備えられるフィン4
3,44がある。また、図1(C)の図1(B)におけ
るフィン44の先端部であるB部の拡大図に示されるよ
うに、フィン43,44では、配設面に垂直なフィン4
1の側の面に銅、ステンレス、アルミニウムなどの高熱
膨脹材料6が使用されており、一方、配設面上のフィン
42の側の面にタングステン、モリブデンなどの低熱膨
脹材料7が使用されている。
As shown in FIG. 1B, the radiation fins 4 include fins 41 perpendicular to the installation surface, fins 42 on the installation surface, and fins 4 provided between them.
There are 3,44. Further, as shown in an enlarged view of a portion B which is a tip portion of the fin 44 in FIG. 1 (C) in FIG.
A high-thermal-expansion material 6 such as copper, stainless steel, or aluminum is used on the surface on one side, and a low-thermal-expansion material 7 such as tungsten or molybdenum is used on the surface on the fin 42 side on the disposition surface. I have.

【0031】次に、図1に図2を併せ参照して、このよ
うな二つの膨脹率の異なる材質が使用されることにより
発揮される効果について説明する。
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the effect exerted by using such two materials having different expansion rates will be described.

【0032】地球周回軌道上にある人工衛星が太陽光に
照射され表面温度がほぼ摂氏200度に達した高温環境
の場合、フィン43,44は、高熱膨脹材料6の伸びが
低熱膨脹材料7の伸びを超えるバイメタル効果により、
図2(A)に示されるように配設面上のフィン42の面
に近付き、ほぼ平行になるように変形する。従って、図
2(B)に示される地球上での常温環境と比較して、宇
宙空間へ輻射する配設面に垂直な方向に対する放熱フィ
ン4の実効面積が増加する一方、フィンにより形成され
る熱の滞留領域が減少するので、コレクタ3の熱はより
多くを輻射により放散できることになる。
In a high-temperature environment in which a satellite in an orbit around the earth is irradiated with sunlight and the surface temperature reaches approximately 200 degrees Celsius, the fins 43 and 44 extend from the high thermal expansion material 6 to the low thermal expansion material 7. The bimetal effect that exceeds elongation
As shown in FIG. 2 (A), the fin 42 approaches the surface of the fin 42 on the arrangement surface and is deformed to be substantially parallel. Therefore, the effective area of the heat radiation fins 4 in the direction perpendicular to the installation surface radiating to the outer space increases as compared with the normal temperature environment on the earth shown in FIG. Since the heat stagnation area is reduced, more heat of the collector 3 can be dissipated by radiation.

【0033】他方、地球周回軌道上にある人工衛星が太
陽光に照射されず表面温度がほぼ摂氏マイナス50度に
達した低温環境の場合、フィン43,44は、高熱膨脹
材料6の縮みが低熱膨脹材料7の縮みを超えるバイメタ
ル効果により、図2(C)に示されるように配設面に垂
直のフィン41の面に近付き、ほぼ平行になるように変
形する。従って、図2(B)に示される地球上での常温
環境と比較して、宇宙空間へ輻射する配設面に垂直な方
向に対する放熱フィン4の実効面積が減少する一方、フ
ィンにより形成される熱の滞留領域が増加するので、コ
レクタ3の熱は宇宙空間へ逃げる量が減少して、過冷却
を防止できることになる。
On the other hand, in a low-temperature environment in which the satellite in orbit around the earth is not irradiated with sunlight and the surface temperature reaches approximately minus 50 degrees Celsius, the fins 43 and 44 cause the shrinkage of the high thermal expansion material 6 to be low. Due to the bimetallic effect exceeding the shrinkage of the thermal expansion material 7, as shown in FIG. 2C, the fin 41 approaches the surface of the fin 41 perpendicular to the mounting surface and is deformed so as to be substantially parallel. Therefore, the effective area of the heat radiation fins 4 in the direction perpendicular to the installation surface radiating to the outer space is reduced as compared with the normal temperature environment on the earth shown in FIG. Since the heat stagnation area increases, the amount of the heat of the collector 3 escaping to the outer space decreases, so that supercooling can be prevented.

【0034】上記説明では、放熱フィンのフィン数を8
枚、かつ等間隔としたが、数量、位置、大きさなどは自
由であり、上記説明が本発明を限定するものではない。
In the above description, the number of fins is eight.
Although the sheets are arranged at equal intervals, the number, position, size, and the like are arbitrary, and the above description does not limit the present invention.

【0035】次に、上記説明とは別の実施の一形態につ
いて図3および図4を参照して説明する。図3は、図1
とは別の実施の一形態を示す主要構成図(A)、部分拡
大図(B)および斜視図(C)である。
Next, another embodiment different from the above description will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 9A is a main configuration diagram (A), a partially enlarged view (B), and a perspective view (C) showing another embodiment different from FIG.

【0036】図3(A),(C)は高温環境における状
態を示すものであり、輻射冷却型の進行波管2は、衛星
パネル1から宇宙空間へ突出する円筒状のコレクタ3の
外周囲に、コレクタ3の中心軸に垂直な面を形成する放
熱フィン11を備え、更に、この放熱フィン11と衛星
パネル1との間に放熱フィン11と平行な平面の熱シー
ルド12を備えている。
FIGS. 3A and 3C show a state in a high-temperature environment. A radiation-cooled traveling wave tube 2 has an outer periphery around a cylindrical collector 3 projecting from a satellite panel 1 into outer space. In addition, a radiation fin 11 which forms a plane perpendicular to the central axis of the collector 3 is provided, and a heat shield 12 having a plane parallel to the radiation fin 11 is provided between the radiation fin 11 and the satellite panel 1.

【0037】放熱フィン11は、垂直方向で円筒状のコ
レクタ3から外れる部分において、図3(A)における
放熱フィン11先端のC部を拡大した図3(B)に示さ
れるように、宇宙空間側の面に銅、ステンレス、アルミ
ニウムなどの高熱膨脹材料13を使用しており、一方、
衛星本体側の面にタングステン、モリブデンなどの低熱
膨脹材料14を使用している。従って、図3(A),
(C)に示される放熱フィン11は、高熱膨脹材料13
の伸びが低熱膨脹材料14の伸びを超えた状態である。
As shown in FIG. 3B in which the heat radiation fin 11 is enlarged from a portion C at the tip of the heat radiation fin 11 in FIG. On the side surface, a high thermal expansion material 13 such as copper, stainless steel, or aluminum is used.
A low thermal expansion material 14 such as tungsten or molybdenum is used on the surface of the satellite body. Therefore, FIG.
The radiation fin 11 shown in FIG.
Is greater than the low thermal expansion material 14.

【0038】次に、図3に図4を併せ参照して、このよ
うな二つの膨脹率の異なる材質が使用されることにより
発揮される効果について説明する。
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the effect exerted by using such two materials having different expansion rates will be described.

【0039】地球周回軌道上にある人工衛星が太陽光に
照射され表面温度がほぼ摂氏200度に達した高温環境
の場合、放熱フィン11は、高熱膨脹材料13の伸びが
低熱膨脹材料14の伸びを超えるバイメタル効果によ
り、図3および図4(A)に示されるように放熱フィン
11の面を熱シールド12の面にほぼ平行になるように
変形する。従って、図4(B)に示される地球上での常
温環境と比較して、宇宙空間へ輻射する放熱フィン11
の実効面積が増加するので、コレクタ3の熱はより多く
を輻射により放散できることになる。
In a high-temperature environment in which a satellite in orbit around the earth is irradiated with sunlight and the surface temperature reaches approximately 200 degrees Celsius, the heat radiation fins 11 expand the high thermal expansion material 13 and expand the low thermal expansion material 14. 3 and 4A, the surface of the radiating fin 11 is deformed so as to be substantially parallel to the surface of the heat shield 12. As shown in FIG. Therefore, as compared with the normal temperature environment on the earth shown in FIG.
Is increased, so that more heat of the collector 3 can be dissipated by radiation.

【0040】他方、地球周回軌道上にある人工衛星が太
陽光に照射されず表面温度がほぼ摂氏マイナス50度に
達した低温環境の場合、放熱フィン11は、高熱膨脹材
料13の縮みが低熱膨脹材料14の縮みを超えるバイメ
タル効果により、図4(C)に示されるようにコレクタ
3の外周囲面にほぼ平行になるまで近付くように変形す
る。この結果、図4(B)に示される地球上での常温環
境と比較して、コレクタ3とは反対側の宇宙空間に対す
る放熱フィン11の実効面積が増加するが、コレクタ3
の外周囲面に対する放熱フィン11による輻射量は増加
する。
On the other hand, in a low-temperature environment in which the satellite in orbit around the earth is not irradiated with sunlight and the surface temperature reaches approximately minus 50 degrees Celsius, the heat radiation fin 11 causes the high thermal expansion material 13 to shrink with low thermal expansion. Due to the bimetallic effect exceeding the shrinkage of the material 14, the collector 14 is deformed so as to approach the outer peripheral surface of the collector 3 until it becomes substantially parallel as shown in FIG. As a result, the effective area of the radiating fins 11 with respect to the outer space opposite to the collector 3 increases as compared with the normal temperature environment on the earth shown in FIG.
The radiation amount of the radiation fins 11 to the outer peripheral surface increases.

【0041】従って、一方の高熱膨脹材料13の側には
輻射率を上げる陽極酸化などによる表面処理を行い、他
方の低熱膨脹材料14の側には反射率を上げるニッケル
外装メッキなどの鏡面処理を施す場合、熱の発散方向は
輻射率を上げた高熱膨脹材料13の側の面からのみにな
り、高温環境の際には熱シールド12が放熱フィン11
からの放熱を受けないので衛星内部はコレクタ3の熱の
影響を受け難くなる一方、低温環境の際にはコレクタ3
がコレクタ3の熱を放熱フィン11から受け、コレクタ
3の熱が宇宙空間へ逃げ難くなるので過冷却が防止でき
る。
Therefore, one side of the high thermal expansion material 13 is subjected to a surface treatment such as anodic oxidation for increasing the emissivity, and the other side of the low thermal expansion material 14 is subjected to a mirror surface treatment such as nickel plating for increasing the reflectance. In the case of application, the direction of heat dissipation is only from the surface of the high thermal expansion material 13 with increased emissivity.
The interior of the satellite is less affected by the heat of the collector 3 because it does not receive heat from the
Receives the heat of the collector 3 from the radiating fins 11 and makes it difficult for the heat of the collector 3 to escape to outer space, thereby preventing overcooling.

【0042】上記説明では、放熱フィンをコレクタの中
心軸に垂直な一面のみを図示し垂直方向のコレクタ外部
をバイメタル効果により湾曲するように説明したが、他
の形状、例えば、コレクタの中心軸に垂直な面内で、外
周囲に複数のフィンを設け、低温環境の際にはコレクタ
の外周囲を複数のフィンが囲むように構成された放熱フ
ィンであってもよい。
In the above description, only one surface perpendicular to the center axis of the collector is illustrated and the outside of the collector in the vertical direction is curved by the bimetal effect. However, other shapes such as the center axis of the collector are used. A plurality of fins may be provided on the outer periphery in a vertical plane, and in a low-temperature environment, the fins may be configured to surround the outer periphery of the collector with the plurality of fins.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0044】第1に効果は、高温環境において、出力の
低下、および金属円筒外囲器内の真空度の低下が防止さ
れるので、動作が安定し、長寿命化を図ることができる
ことである。
The first effect is that, in a high-temperature environment, a decrease in output and a decrease in the degree of vacuum in the metal cylindrical envelope are prevented, so that the operation is stabilized and the life can be extended. .

【0045】その理由は、衛星外部に突出したコレクタ
部の放熱フィンがバイメタル効果を有し、高温環境にお
いて、熱が滞留する領域を縮小または排除する一方、宇
宙空間に対する輻射のための実効面積を大きくできるか
らである。
The reason for this is that the radiating fins of the collector projecting outside the satellite have a bimetal effect, and in a high-temperature environment, reduce or eliminate the area where heat stays, while reducing the effective area for radiation to outer space. Because it can be enlarged.

【0046】また、第2の効果は、低温環境において高
電圧部の絶縁に用いている樹脂の温度が絶縁機能に対し
て最低許容温度以下になることを防止し長寿命化を図る
ことができることである。
The second effect is that, in a low-temperature environment, the temperature of the resin used for insulating the high-voltage portion can be prevented from falling below the minimum allowable temperature for the insulating function, and the life can be extended. It is.

【0047】その理由は、衛星外部に突出したコレクタ
部の放熱フィンがバイメタル効果を有し、低温環境にお
いて、コレクタ部の放熱フィンが放射する熱をコレクタ
部の放熱フィンおよび外周囲の少なくとも一つで受けて
保留し、宇宙空間へ逃げる熱を最小にして過冷却を防止
できるからである。
The reason is that the radiation fins of the collector projecting outside the satellite have a bimetal effect, and in a low-temperature environment, at least one of the radiation fins of the collector and the outer periphery radiates the heat radiated by the radiation fins of the collector. This is because it is possible to prevent supercooling by minimizing the heat that escapes to the outer space by receiving the heat.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態を示す主要構成図
(A)、部分断面図(B)、および部分拡大図(C)で
ある。
FIG. 1 is a main configuration diagram (A), a partial cross-sectional view (B), and a partial enlarged view (C) showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1における効果説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an effect in FIG. 1;

【図3】図1とは別の実施の一形態を示す主要構成図
(A)、部分拡大図(B)、および斜視図(C)であ
る。
FIG. 3 is a main configuration diagram (A), a partially enlarged view (B), and a perspective view (C) showing an embodiment different from FIG. 1;

【図4】図3における効果説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an effect in FIG. 3;

【図5】従来の一例を示す構成説明図である。FIG. 5 is a configuration explanatory view showing an example of the related art.

【図6】従来の一例を示す主要構成側面図(A)および
部分正面図(B)である。
FIG. 6 is a side view (A) and a partial front view (B) of a main structure showing an example of the conventional art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 衛星パネル 2、90 進行波管 3 コレクタ 4、11、94 放熱フィン 5、12、95 熱シールド 6、13 高熱膨脹材料 7、14 低熱膨脹材料 41〜45 フィン 91 電子銃 92 遅波回路 93 コレクタ電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Satellite panel 2, 90 Traveling wave tube 3 Collector 4, 11, 94 Radiation fin 5, 12, 95 Heat shield 6, 13 High thermal expansion material 7, 14 Low thermal expansion material 41-45 Fin 91 Electron gun 92 Slow wave circuit 93 Collector electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 用一 東京都千代田区岩本町二丁目12番5号 株式会社次世代衛星通信・放送システム 研究所内 (56)参考文献 特開 平5−82030(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 23/033 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoichi Kawakami 2-12-5 Iwamotocho, Chiyoda-ku, Tokyo Research Institute for Next-Generation Satellite Communications and Broadcasting Systems Co., Ltd. (56) References JP-A-5-82030 ( JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 23/033

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 コレクタの外周に輻射冷却用放熱フィン
を有する輻射冷却型進行波管において、前記放熱フィン
の面が、高温環境では宇宙空間側を向き、かつ低温環境
では前記コレクタの外周面および隣接する輻射冷却型進
行波管の放熱フィンの面の少なくとも一方を向くよう
に、前記放熱フィンは、一方の面に高熱膨脹材料、およ
び他方の面に低熱膨脹材料それぞれを張り合わせて構成
される放熱面を備えることを特徴とする輻射冷却型進行
波管。
1. A radiation cooling type traveling wave tube having radiation cooling fins on the outer periphery of a collector, wherein the surface of the radiation fin faces the outer space side in a high temperature environment, and the outer peripheral surface of the collector in a low temperature environment. The radiation fins are formed by bonding a high thermal expansion material to one surface and a low thermal expansion material to the other surface so as to face at least one of the surfaces of the radiation fins of the adjacent radiation cooled traveling wave tube. A radiation-cooled traveling wave tube comprising a surface.
【請求項2】 円筒状のコレクタの外周面にこのコレク
タの経線方向に設けられた複数の輻射冷却用放熱フィン
を有する輻射冷却型進行波管において、前記放熱フィン
が、隣接して配設される複数の輻射冷却型進行波管によ
り形成される配設面に対して平行および垂直のいずれか
の面を有する放熱フィンを除き、前記配設面に近い側の
面に低熱膨脹材料、および前記配設面と垂直な面に近い
側の面に高熱膨脹材料それぞれを張り合わせて構成され
る放熱面を備えることを特徴とする輻射冷却型進行波
管。
2. A radiation cooling type traveling wave tube having a plurality of radiation cooling fins provided on the outer peripheral surface of a cylindrical collector in the meridian direction of the collector, wherein the radiation fins are arranged adjacent to each other. Except for a radiation fin having a surface parallel or perpendicular to an arrangement surface formed by a plurality of radiation-cooled traveling wave tubes, a low thermal expansion material is provided on a surface close to the arrangement surface, and A radiation-cooled traveling-wave tube, comprising: a heat-dissipating surface formed by laminating a high-thermal-expansion material on a surface closer to a surface perpendicular to an arrangement surface.
【請求項3】 コレクタの外周にこのコレクタの軸方向
と垂直な面を形成する輻射冷却用放熱フィンを有する輻
射冷却型進行波管において、前記放熱フィンが、高温環
境で、宇宙空間側の面に高熱膨脹材料、および衛星本体
側の面に低熱膨脹材料それぞれを張り合わせて構成され
る放熱面を備えることを特徴とする輻射冷却型進行波
管。
3. A radiation cooling type traveling wave tube having radiation cooling fins that form a surface perpendicular to the axial direction of the collector on the outer periphery of the collector. A radiant cooling type traveling-wave tube, comprising: a heat-dissipating surface formed by laminating a high-thermal-expansion material and a low-thermal-expansion material on the surface of the satellite body.
【請求項4】 請求項3において、放熱面は、宇宙空間
側の表面を高輻射率面、および衛星本体側の表面を反射
面それぞれに処理されることを特徴とする輻射冷却型進
行波管。
4. A radiation-cooled traveling wave tube according to claim 3, wherein the heat radiation surface is treated to have a high emissivity surface on the outer space side and a reflective surface on the satellite body side. .
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