行波管收集极的辐射散热研究
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成 一 定 程 度 的 破 坏 。 例 如 当 收 集 极 温 度 达 到 ５ ０℃ ０
件 ， 决行 波管 的散 热 问题 已成 了解 决 通 信 卫 星 散 解 热 问题 的 当务之 急 。辐射 散热 是太 空环 境 中最 有 效 的散热 方式 之 一 ， 间行 波 管 采用 一 种 把 收 集 ・
行 波 管 收 集 极 的 辐 射 散 热 研 究
闫 冠 齐 ，魏 义 学 ，李 彦 宾
（ 京 真 空 电 子 技 术 研 究 所 ， 京 １０ １ ） 北 北 ０ ０ ５
Ｓｔ ｄ ｎ ｔ ａ ｉ ｔｏ Ｃｏ ｌ ｄ Ｃｏ ｌ ｃ ｏ ｆ ＴＷ Ｔｓ ｕ ｙ ｏ ｈｅ Ｒ ｄ ａ ｉ ｎ— ｏ ｅ ｌｅ ｔ ｒ ｏ
关 键 词 ： 间行 波 管 ； 射 冷 却 收 集 极 ； 量 节 约 系 数 空 辐 质
中 图 分 类 号 ： Ｎ１ ４ Ｔ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ２－ ８ ３ ２ １ Ｏ 一Ｏ ３ —０ １ ０ － ９ ５（ ０ ０） ６ ０ ９ ５
行 波管 放 大器 作 为 通 信 卫 星 的下 链 接 放 大 器 ， 从 ９ ０年代 中期 已经 逐 步 收 复 了被 固 态器 件 所 占领 的市场 ，９ ２ ０ ７年 发 射 的 通 信 卫 星 中 ， 波 管 １ ９ —２ ０ 行
ＹＡＮ Ｇｕａ — ｉ ｎ ｑ 。Ｗ ＥＩＹｉｘｕ — ｅ。ＬＩＹａ ｂ ｎ ｎ— ｉ
（ ｉｉｇ Ｖａ ｕ ｍ ｅｔｏ ｉｓＲｅｅ ｒ ｈ Ｉ ｓｉ ｔ Ｂｅｊ ｎ ｃ ｕ Ｅｌｃｒ ｎｃ ｓａ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ，Ｂｅｊ ｎ ０ ０ ｔ ｉｉｇ １ ０ １ ５，Ｃ ｉａ） ｈｎ
阳时 温度 又降 到零 下 ５ ｏ多 摄 氏度 ， 要 承 受 宇 宙 中 还
求 相 当苛刻 ， 而行 波 管 在 相 应 的 频率 上具 有 较 强 的 性 能和 较 高 的 稳 定 性 ， 此 受 到 高 端 系 统 的青 睐 。 因
未来 空 间项 目中 ， 数 据 链 接 放 大器 方 面行 波 管 将 在
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｃ ｙｗｏ ｄ ：Ｓ ａ ｅＴＷ ＴＳ，Ｒａ ｉｔｏ — ｏ ｌｄ Ｃｏｌｃｏ ，Ｆｉｕ ｅｏ ｅ ｉ ｆ ｒｍ ａ ｓｓ ｖｎ ｄａ ｉｎ ｃ ｏｅ ｌ ｔ ｒ ｅ ｇ ｒ ｆ ｍ ｒｔ ｏ ｓ ａ ｉ ｇ
摘 要 ： 文 从 节 约 卫 星 重量 的 角 度 出 发 证 明 了空 间 行 波 管 采 用 辐 射 冷 却 收 集 极 的 优 越 性 ， 且 通 过 对 收 集 极 的 稳 态 热 分 本 并 析 为获 得 收 集极 内 部 温 度 和 热 应 力 的分 布提 供 了 一 种 途 径 。
生 的 热 量 直 接 辐 射 到 外 太 空 中 的 散 热 结 构 ， 少 了 减
放 大 器 的 占 有 率 达 到 ９ 以 上 ， 中 有 ６ 飞 行 器 Ｏ 其 ９ 专 门 使 用 行 波 管 放 大 器 ， 波 管 的 性 能 已 经 受 到 卫 行 星 设 计 人 员 的 一 致 认 可 。 现 今 微 波 器 件 在 频 带 上 要
收集 极效 率 降低 。 如果 高 频 结 构 温度 过 高 ， 应力 就 可 能超 出安 热 全工 作 区 ， 造成 互 作 用 电 路 物 理上 的破 坏 。例 如 螺 旋线 的破 裂会 造成 慢 波 互 作 用 电路 的开 路 ， 夹 持 而 杆 的破裂会 在 慢波 结 构 中引 起小 的扰 动 ， 者 均 能 两 导致行 波 管工 作 的失败 。螺旋 线 过热还 会致 使 管子 功率 衰减严 重 ， 无法 满 足管子 正 常工作 的要 求 。 空 间行 波 管 工作 的外 太 空环 境 条 件 十分 恶劣 ， 通 信 卫星 面对 太 阳时 温 度 达 到上 百 摄 氏度 ， 向太 背
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依 旧 成 为 首 要 选 择 。 ］
空 间行 波管 与卫 星平 台上 搭载 的多 种 电子器 件
一
各 种 高 能 粒 子 不 间 断 的轰 击 。 为 了 保 持 卫 星 内部 的 环 境 温 度 ， 星 平 台 上 必 须 加 装 复 杂 的 热 控 制 系 统 卫 来 解 决 散 热 问 题 。 行 波 管 是 卫 星 上 重 要 的 发 热 器
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｔ Ｔｈｅ ｐｕ ｐ ｓ ｓ ｏｆｔ ｉ ｒ ｉ ｌ ｒ ｏ ｅ ｐｌ ｉ ｈｅ ａ ｖ ｎｔ ｇ ｆ ｒ ｄｉｔｏ — ｏ ｌ ｄ ｃ ｌｅ ｔ ｈｅ ｒ ｏ ｅ ｈ ｓ ａ ｔｃ ｅ ａ ｅ ｔ ｘ ａ ｎ ｔ ｄ ａ ａ ｅ ｏ ａ ａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｅ ｏ ｌ ｃ ｏｒｏｆｔ
样 ， 满 足 高 效 、 靠 、 寿 命 等 多 方 面 要 求 。 如 要 可 长
果 行 波 管 产 生 的 热 量 不 能 及 时 有 效 的 散 失 ， 会 导 将
致行 波管 自身产 生很 高 的温 升 ， 终 影 响 管 子 工 作 最 的 可靠性 和稳 定性 ， 对其 功率 输 出 、 率及 寿命 造 并 效
件 ， 决行 波管 的散 热 问题 已成 了解 决 通 信 卫 星 散 解 热 问题 的 当务之 急 。辐射 散热 是太 空环 境 中最 有 效 的散热 方式 之 一 ， 间行 波 管 采用 一 种 把 收 集 ・
行 波 管 收 集 极 的 辐 射 散 热 研 究
闫 冠 齐 ，魏 义 学 ，李 彦 宾
（ 京 真 空 电 子 技 术 研 究 所 ， 京 １０ １ ） 北 北 ０ ０ ５
Ｓｔ ｄ ｎ ｔ ａ ｉ ｔｏ Ｃｏ ｌ ｄ Ｃｏ ｌ ｃ ｏ ｆ ＴＷ Ｔｓ ｕ ｙ ｏ ｈｅ Ｒ ｄ ａ ｉ ｎ— ｏ ｅ ｌｅ ｔ ｒ ｏ
关 键 词 ： 间行 波 管 ； 射 冷 却 收 集 极 ； 量 节 约 系 数 空 辐 质
中 图 分 类 号 ： Ｎ１ ４ Ｔ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ２－ ８ ３ ２ １ Ｏ 一Ｏ ３ —０ １ ０ － ９ ５（ ０ ０） ６ ０ ９ ５
行 波管 放 大器 作 为 通 信 卫 星 的下 链 接 放 大 器 ， 从 ９ ０年代 中期 已经 逐 步 收 复 了被 固 态器 件 所 占领 的市场 ，９ ２ ０ ７年 发 射 的 通 信 卫 星 中 ， 波 管 １ ９ —２ ０ 行
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（ ｉｉｇ Ｖａ ｕ ｍ ｅｔｏ ｉｓＲｅｅ ｒ ｈ Ｉ ｓｉ ｔ Ｂｅｊ ｎ ｃ ｕ Ｅｌｃｒ ｎｃ ｓａ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ，Ｂｅｊ ｎ ０ ０ ｔ ｉｉｇ １ ０ １ ５，Ｃ ｉａ） ｈｎ
阳时 温度 又降 到零 下 ５ ｏ多 摄 氏度 ， 要 承 受 宇 宙 中 还
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未来 空 间项 目中 ， 数 据 链 接 放 大器 方 面行 波 管 将 在
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｃ ｙｗｏ ｄ ：Ｓ ａ ｅＴＷ ＴＳ，Ｒａ ｉｔｏ — ｏ ｌｄ Ｃｏｌｃｏ ，Ｆｉｕ ｅｏ ｅ ｉ ｆ ｒｍ ａ ｓｓ ｖｎ ｄａ ｉｎ ｃ ｏｅ ｌ ｔ ｒ ｅ ｇ ｒ ｆ ｍ ｒｔ ｏ ｓ ａ ｉ ｇ
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生 的 热 量 直 接 辐 射 到 外 太 空 中 的 散 热 结 构 ， 少 了 减
放 大 器 的 占 有 率 达 到 ９ 以 上 ， 中 有 ６ 飞 行 器 Ｏ 其 ９ 专 门 使 用 行 波 管 放 大 器 ， 波 管 的 性 能 已 经 受 到 卫 行 星 设 计 人 员 的 一 致 认 可 。 现 今 微 波 器 件 在 频 带 上 要
收集 极效 率 降低 。 如果 高 频 结 构 温度 过 高 ， 应力 就 可 能超 出安 热 全工 作 区 ， 造成 互 作 用 电 路 物 理上 的破 坏 。例 如 螺 旋线 的破 裂会 造成 慢 波 互 作 用 电路 的开 路 ， 夹 持 而 杆 的破裂会 在 慢波 结 构 中引 起小 的扰 动 ， 者 均 能 两 导致行 波 管工 作 的失败 。螺旋 线 过热还 会致 使 管子 功率 衰减严 重 ， 无法 满 足管子 正 常工作 的要 求 。 空 间行 波 管 工作 的外 太 空环 境 条 件 十分 恶劣 ， 通 信 卫星 面对 太 阳时 温 度 达 到上 百 摄 氏度 ， 向太 背
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依 旧 成 为 首 要 选 择 。 ］
空 间行 波管 与卫 星平 台上 搭载 的多 种 电子器 件
一
各 种 高 能 粒 子 不 间 断 的轰 击 。 为 了 保 持 卫 星 内部 的 环 境 温 度 ， 星 平 台 上 必 须 加 装 复 杂 的 热 控 制 系 统 卫 来 解 决 散 热 问 题 。 行 波 管 是 卫 星 上 重 要 的 发 热 器
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｔ Ｔｈｅ ｐｕ ｐ ｓ ｓ ｏｆｔ ｉ ｒ ｉ ｌ ｒ ｏ ｅ ｐｌ ｉ ｈｅ ａ ｖ ｎｔ ｇ ｆ ｒ ｄｉｔｏ — ｏ ｌ ｄ ｃ ｌｅ ｔ ｈｅ ｒ ｏ ｅ ｈ ｓ ａ ｔｃ ｅ ａ ｅ ｔ ｘ ａ ｎ ｔ ｄ ａ ａ ｅ ｏ ａ ａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｅ ｏ ｌ ｃ ｏｒｏｆｔ
样 ， 满 足 高 效 、 靠 、 寿 命 等 多 方 面 要 求 。 如 要 可 长
果 行 波 管 产 生 的 热 量 不 能 及 时 有 效 的 散 失 ， 会 导 将
致行 波管 自身产 生很 高 的温 升 ， 终 影 响 管 子 工 作 最 的 可靠性 和稳 定性 ， 对其 功率 输 出 、 率及 寿命 造 并 效
