一种正交场放大器制造技术

本发明专利技术公开一种正交场放大器，包括直波导管和垂直于所述直波导管且具有冷却水套的阳极，所述冷却水套的入水管管体的部分管体和/或冷却水套的出水管管体的部分管体分别与所述直波导管接触。本发明专利技术所述技术方案在不改变原阳极冷却水套结构以及正交放大器整体结构的前提下，通过增加冷却水入水管管体和冷却水出水管管体，改变入水管接头和出水管接头的位置，在不增加另外的冷却通道和复杂度的情况下，实现阳极和直波导管的同时冷却，保证了直波导管温度平衡，消除了直波导管温度过度升高的可能性，保护内导体不被烧毁，在不影响CFA阳极冷却效果的前提下有效提高CFA的工作稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波真空电子器件
，特别是涉及一种用于S波段大平均功率的正交场放大器(CFA)。
技术介绍
正交场放大器(Crossed-FieldAmplifierCFA)是工作在微波频率范围内的一种高频信号宽带放大器，它能够提供相当大的输出功率，且效率很高。通常电子带宽的标称值为10-15％，在已经获得应用的CFA峰值功率可达数MW，平均功率达数十千瓦，在一些使用返波电路和工作在低电压的CFA中，效率常常超过70％。CFA主要应用于军用情报雷达、警戒雷达、制导雷达、搜索雷达等场合，作为雷达发射机的末级功率放大器使用。随着CFA整机要求脉冲宽度和工作比的不断增加，要求CFA输出的平均功率越来越大，CFA的散热设计将日益突出，可以说在很大程度上大功率CFA的热设计决定了CFA工作和稳定性及可靠性。从CFA工作原理上来说，与热设计有关的部件包括阳极热设计、阴极与控制极热设计和输能组件热设计三个方面，随着CFA平均功率的不断提高，其总体热设计与部件热设计在很大程度上决定了CFA工作的性能及可靠性。大功率S波段CFA通常采用矩形波导实现微波能量的输入输出，当波导壁材料(无氧铜)的电导率σ为有限值时，因趋肤效应在波导内壁势必引起高频损耗，对波导壁产生加热现象。当所传输的平均功率不大时，例如平均功率小于10kW，波导壁加热现象不明显，发热不严重，CFA工作时直波导温度不高，可以依靠自然冷却实现热平衡，因此可不予考虑直波导管的强迫冷却问题，故S波段CFA的阳极冷却水管采用阳极直接引入引出的常规冷却方式，如图1所示，阳极水套的冷却水接头邻近阳极水套设置。但当直波导传输的微波平均功率加大时，波导壁会因欧姆加热导致高频损耗加大，从而导致波导管温度升高，这会严重影响CFA工作的稳定性和可靠性，甚至会烧毁管内内导体。即当工作比和平均功率较大时，波导管壁的欧姆加热将必须予以考虑，需采用强迫冷却方式来保证直波导管温度不会过度升高，以保证管子工作的稳定性并保护管内内导体不被烧毁。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于S波段大平均功率的正交场放大器(CFA)，以解决S波段大平均功率正交场放大器(CFA)输能直波导管发热的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种正交场放大器，包括直波导管和垂直于所述直波导管且具有冷却水套的阳极，所述冷却水套的入水管管体的部分管体和/或冷却水套的出水管管体的部分管体分别与所述直波导管接触。优选地，所述入水管管体的部分管体和所述出水管管体的部分管体分别焊接在所述直波导管上。优选地，所述入水管管体的部分管体和所述出水管管体的部分管体分别垂直于所述直波导管的纵向设置。优选地，直波导管是矩形直波导管。优选地，所述入水管管体的部分管体和所述出水管管体的部分管体分别与所述直波导管的宽边接触。优选地，所述入水管管体的部分管体和所述出水管管体的部分管体垂直于与所述直波导管的纵向与所述直波导管宽边接触，接触长度为所述直波导管宽边长度的1/2～3/4。优选地，入水管管体的延伸部分的端部和出水管管体的延伸部分的端部分别设有水管接头。优选地，所述入水管管体和出水管管体分别采用无氧铜材料制成。优选地，所述入水管管体和出水管管体分别位于阳极两侧与直波导管接触。本专利技术的有益效果如下：根据本专利技术的技术方案，在不改变原阳极冷却水套结构以及正交放大器整体结构的前提下，通过增加冷却水入水管管体和冷却水出水管管体，改变入水管接头和出水管接头的位置，在不增加另外的冷却通道和复杂度的情况下，实现阳极和直波导管的同时冷却，保证了直波导管温度平衡，消除了直波导管温度过度升高的可能性，保护内导体不被烧毁，在不影响CFA阳极冷却效果的前提下有效提高CFA的工作稳定性和可靠性。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1示出现有技术用于S波段大平均功率正交场放大器输能直波导管散热方案的示意图；图2示出本专利技术用于S波段大平均功率正交场放大器输能直波导管散热方案的示意图。附图标号101、阳极水套，102、直波导管，103，入水接头，104、出水接头；201、阳极水套，202、直波导管，203、入水接头，204、出水接头，205、入水管管体，206、出水管管体。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1所示，传统正交放大器包括直波导管102和垂直于所述直波导管102且具有阳极水套101的阳极。冷却水套的入水管和出水管的管口靠近冷却水套外表分别设有接头。在正交放大器传输微波过程中，如果传输的平均功率小于10kW，波导壁加热现象不明显，发热不严重，则不需要考虑对直波导管的冷却，但是，如果直波导管传输微波的功率大于10kW或远远大于10kW时，波导壁会因欧姆加热导致高频损耗加大，从而导致波导管温度升高，高温直接严重影响正交放大器的稳定性和可靠性，更严重可能会导致烧毁管内内导体。此时，采用现有正交放大器的冷却系统则无法保证传输微波的稳定性和安全性。本专利技术在不改变现有正交放大器的基础结构的基础上，对冷却系统做了一定的改进，以使在冷却阳极的同时对直波导管进行冷却，从而对传输高功率微波的直波导管进行有效散热。图2示出一种S波段正交场放大器，包括矩形的直波导管202和垂直于所述直波导管202且具有冷却水套201的阳极。冷却水套201的入水管口连接有延伸的入水管管体205和延伸的出水管管体206。入水管管体205的部分管体和出水管管体206的部分管体，例如位于阳极两侧，分别与所述直波导管202接触，以实现对直波导管202的散热。与常规结构相似，带有冷水套的阳极固定在矩形直波导管202的宽边上。本专利技术中入水管管体205的一部分管体和出水管管体206的一部分管体优选分别垂直于所述矩形直波导管202的纵向设置。其中，直波导管202的纵向指的是：微波在直波导管202中传播的方向。优选地，为了节省使用空间，也为了加大散热面积，更加方便的布置入水管管体205和出水管管体206，本方案中将所述入水管管体205的部分管体和所述出水管管体206的部分管体设置在矩形直波导管202的宽边上，接触长度为所述直波导管宽边长度的1/3～3/4。为了更好的固定所述入水管管体205和所述出水管管体206，并为了提高散热效率，优选通过焊接的方式固定在所述直波导管202上。本专利技术中，冷却水套的入水管管体和出水管管体的水管接头分别设置在管体延伸部分远离冷却水套的端部。本专利技术中所述入水管管体205和出水管管体206采用高导热材料制成，优选地，采用无氧铜材料制成。下面通过一组实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术的核心出发点是利用现有阳极冷却水套，改变其引入引出位置关系，在不增加另外的冷却通道和复杂度的情况下，兼顾实现直波导管冷却，保证了直波导管温度不会过高，内导体不致烧毁，且不构成对CFA阳极冷却效果的影响。为实现阳极冷却效果，对阳极冷却水管进水温度有控制要求，一般低于25℃。将阳极的冷却水套的入水管管体205延长，并向直波导管方向弯曲，弯曲角度以刚好与直波导管20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交场放大器，包括直波导管和垂直于所述直波导管且具有冷却水套的阳极，其特征在于，所述冷却水套的入水管管体的部分管体和/或冷却水套的出水管管体的部分管体分别与所述直波导管接触。

【技术特征摘要】
1.一种正交场放大器，包括直波导管和垂直于所述直波导管且具有冷却水套的阳极，其特征在于，所述冷却水套的入水管管体的部分管体和/或冷却水套的出水管管体的部分管体分别与所述直波导管接触。2.根据权利要求1所述的正交场放大器，其特征在于，所述入水管管体的部分管体和所述出水管管体的部分管体分别焊接在所述直波导管上。3.根据权利要求1所述的正交场放大器，其特征在于，所述入水管管体的部分管体和所述出水管管体的部分管体分别垂直于所述直波导管设置。4.根据权利要求1所述的正交场放大器，其特征在于，直波导管是矩形直波导管。5.根据权利要求4所述的正交场放大器，其特征在于，所述入水管管体的部分管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金生，宋振红，周红刚，姚昉，
申请(专利权)人：北京真空电子技术研究所中国电子科技集团公司第十二研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11