一种用于速调管的冷却结构

摘要

本发明公开一种应用于速调管的冷却结构，所述速调管包括多个管状漂移管；所述冷却结构包括腔板，垂直于所述漂移管且与所述漂移管套装密封固定，其上形成有至少一个入水口和至少一个出水口；中心管，位于中心且与漂移管平行设置；第一磁屏板，垂直于所述漂移管且与所述漂移管和中心管套装密封固定；收集极磁屏，与所述腔板和所述第一磁屏板密封固定，以与所述腔板和第一磁屏板形成围绕所述漂移管的空间。本发明的冷却结构使得冷却液可环绕各个漂移管管壁进行冷却，提高冷却效率；中心管可支撑固定腔板和磁屏板，确保工作中空间不受挤压，且该冷却结构易于装配。本发明的冷却结构可扩展到多注速调管的各腔冷却结构，提高多注速调管工作稳定性。

权利要求

1.一种速调管的冷却结构，其特征在于，所述速调管包括多个管状漂移管；

所述冷却结构包括：

腔板，垂直于所述漂移管且与所述漂移管套装密封固定，其上形成有至少一个入水口和至少一个出水口；

中心管，位于中心且与漂移管平行设置；

第一磁屏板，垂直于所述漂移管且与所述漂移管和中心管套装密封固定，收集极磁屏，与所述腔板和所述第一磁屏板密封固定，以与所述腔板和第一磁屏板形成围绕所述漂移管的空间。

2.根据权利要求1所述的速调管的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构进一步包括设置在所述腔板和所述第一磁屏板之间的挡环，所述挡环上形成有多个开槽。

3.根据权利要求2所述的速调管的冷却结构，其特征在于，所述多个开槽分别邻近漂移管径向设置。

4.根据权利要求1所述的速调管的冷却结构，其特征在于，所述冷却结构进一步包括至少一个其上形成有多个通孔的中间磁屏板，各中间磁屏板垂直于所述漂移管且与所述漂移管和中心管套装密封固定。

5.根据权利要求4所述的速调管的冷却结构，其特征在于，所述第一磁屏板和各中间磁屏板上分别固定有挡环，每一挡环上形成有多个开槽。

6.根据权利要求1所述的速调管的冷却结构，其特征在于，所述漂移管和所述腔板分别由无氧铜制成，所述漂移管内表面形成有钨层。

7.根据权利要求4所述的速调管的冷却结构，其特征在于，收集极磁屏、第一磁屏板和中间磁屏板由铁制成，第一磁屏板表面和中间磁屏板表面形成有压力扩散焊形成的铜层。

8.根据权利要求4所述的速调管的冷却结构，其特征在于，所述漂移管与所述第一磁屏板和中间磁屏板钎焊焊接。

9.根据权利要求2或5所述的速调管的冷却结构，其特征在于，所述挡环由无氧铜制成。

10.一种速调管，包括根据权利要求1所述的速调管的冷却结构。

说明书

一种用于速调管的冷却结构

技术领域

[0001] 本发明涉及速调管工装设计领域，具体涉及一种用于速调管的冷却结构。

背景技术

[0002] 速调管是一种利用高速电子注与微波信号互作用将电子注的动能转化成微波能量的功率放大器件。速调管的应用范围十分广阔，几乎所有的卫星通讯都使用速调管作为
末级放大器，在大多数雷达系统中都要使用一只或者若干只速调管作为产生高频发射脉冲
的大功率放大器。此外，在其他设备中速调管还可以用在某些大功率放大器，如正交场放大
器的激励级。

[0003] 速调管在工作过程中，由于需要对速调管加高压、高频，其中会有一部分电子打在漂移管上，速调管管体一些部位会产生一定的热量，因此需要对速调管的腔体、收集极、输
出窗等热源部位增加冷却系统，使产生的热量能迅速被水流带走，以使热源部位的温度能
维持在额定工作温度。特别是电子注经过输出腔后到达收集极的这段区域，因为电子注经
输出腔损失一部分能量，同时由于受到磁场下降的影响，电子注容易出现发散，相对而言漂
移管这段区域会产生更多的热量，如果这端区域产生的热量不能及时散去，漂移管管体的
温度会逐渐升高，当温度升高到一定的程度，管内零件会被烧坏，破坏管内结构导致速调管
失效。因此冷却效果的好坏会对速调管的使用产生直接影响。

[0004] 现有技术中，本领域的技术人员都是通过在金属整体结构中形成多个通孔用作漂移管。通常的冷却结构也都是通过对金属的整体结构进行冷却，冷却液并不能达到漂移管
管壁，冷却效率不高。随着多注速调管向高功率宽频带的发展，从输出腔到收集极这段区域
的漂移管管体所要承受的热量更高，现有技术提供的冷却结构难以及时耗散掉这段区域内
漂移管的热量，容易导致速调管工作不稳定甚至是损坏。

[0005] 为了克服现有技术存在的技术缺陷，需要设计一种可用于高功率多注速调管的冷却结构。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种高效的、稳定的速调管的冷却结构。

[0007] 根据本发明的一个方面，提供一种速调管的冷却结构，所述速调管包括多个管状漂移管；所述冷却结构包括：腔板，垂直于所述漂移管且与所述漂移管套装密封固定，其上
形成有至少一个入水口和至少一个出水口；中心管，位于中心且与漂移管平行设置；第一磁
屏板，垂直于所述漂移管且与所述漂移管和中心管套装密封固定，收集极磁屏，与所述腔板
和所述第一磁屏板密封固定，以与所述腔板和第一磁屏板形成围绕所述漂移管的空间。

[0008] 优选地，所述冷却结构进一步包括设置在所述腔板和所述第一磁屏板之间的挡环，所述挡环上形成有多个开槽。

[0009] 优选地，所述多个开槽分别邻近漂移管径向设置。

[0010] 优选地，所述冷却结构进一步包括至少一个其上形成有多个通孔的中间磁屏板，各中间磁屏板垂直于所述漂移管且与所述漂移管和中心管套装密封固定。

[0011] 优选地，所述第一磁屏板和各中间磁屏板上分别固定有挡环，每一挡环上形成有多个开槽。

[0012] 优选地，所述漂移管和所述腔板分别由无氧铜制成，优选地，所述漂移管内表面形成有钨层。

[0013] 优选地，收集极磁屏和各磁屏板由铁制成，优选地，磁屏板表面形成有压力扩散焊形成的铜层。

[0014] 优选地，所述漂移管与所述磁屏板钎焊焊接。

[0015] 优选地，所述挡环由无氧铜制成。

[0016] 根据本发明的又一方面，提供一种速调管，该速调管包括如上所述的速调管的冷却结构。

[0017] 本发明的有益效果如下：

[0018] 本发明采用的速调管的冷却结构，通过将速调管输出腔和收集极之间的漂移管设计为管状漂移管，由腔板、第一磁屏板和收集极磁屏构成包围漂移管的空间，使得该空间内
的冷却液可以环绕漂移管对管壁进行冷却，可及时耗散漂移管管壁的热量，提高冷却结构
对漂移管的冷却效率，保证速调管的稳定工作。而且通过设置位于中心的中心管可有效支
撑固定腔板和磁屏板，确保速调管工作过程中冷却液与漂移管管壁接触的空间不会因为腔
板或磁屏板发生形变而受到挤压。而且所述中心管在外侧壁上向外延伸有凸环，凸环可起
到进一步支撑固定各磁屏板的作用。根据本发明的冷却结构可通过钎焊实现与速调管的高
频部分和收集极进行装配，制备工艺简单。该冷却结构可扩展到多注速调管的各腔冷却结
构，有效提高多注速调管工作稳定性。本发明的冷却结构通过进一步提供其上形成有多个
通孔的中间磁屏板，可形成多个围绕漂移管的空间，延长冷却液与漂移管管壁的接触时间，
使得冷却液更充分耗散管壁的热量，进一步提高冷却效率。进一步地，收集极磁屏和各磁屏
板由铁制成，其表面形成有压力扩散焊形成的铜层，可保证收集极磁屏和各磁屏板与漂移
管焊接的气密性。本发明的管状漂移管由无氧铜形成，其内表面形成有钨层，可提高漂移管
的耐电子轰击能力，保证速调管工作的稳定性。进一步，本发明的冷却结构还包括有设置在
腔板和磁屏板之间或者各磁屏板之间的挡环，用于对腔板和磁屏板提供支撑，确保有足够
的空间使得冷却液和漂移管管壁充分接触，保证冷却结构的稳定性。通过在挡环上设置有
多个开槽，冷却液经开槽可直接到达各个漂移管管壁，确保每个漂移管都能被冷却。

附图说明

[0019] 图1为本发明提供的一种优选实施方式中的冷却结构的3D剖视图。

[0020] 图2为图1的平面剖视图。

[0021] 图3为本发明的支撑环俯视图。

具体实施方式

[0022] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。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，不应以此限制本发明的保护范围。

[0023] 在下述的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或者多个实施方式的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实
施方式。

[0024] 已知的速调管中，通常在金属整体结构中形成多个通孔用作漂移管，通过对金属的整体结构进行冷却实现对漂移管的冷却。这种冷却结构的冷却液并不能达到漂移管根
部，冷却效率不佳。对于高功率多注速调管，其结构更加复杂，从输出腔到收集极这段区域
的漂移管管体所要承受的热量更高，现有技术提供的冷却结构无法及时耗散掉这段区域内
漂移管的热量，容易导致速调管工作不稳定甚至是损坏。本发明的冷却结构是对现有常规
的冷却结构的一种改进，通过将漂移管分体设置并设置有使得冷却液可以环绕各漂移管管
壁的空间实现对漂移管管壁的有效冷却。

[0025] 下面结合图1‑2对根据本发明优选实施方式中的冷却结构进行详细阐述。

[0026] 如图1‑2所示，本优选的实施方式提供一种用于速调管的冷却结构，不同于现有技术中在金属块状整体结构中形成多个通孔，用于形成漂移管，本优选实施例中提供多个管
状漂移管11，多个管状漂移管11为分体设置，且呈圆环状排布。冷却结构包括腔板12，腔板
上形成有与漂移管对应的多个通孔，以使腔板12垂直于所述漂移管11且与所述漂移管11套
装密封固定。腔板上形成有至少一个入水口121和至少一个出水口122，应当理解，本发明的
冷却结构既也采用冷却水也可采用其他冷却液进行冷却。腔板12可如本优选实施例所示为
圆盘状，也可以为其他形状，只要满足垂直于所述漂移管且与所述漂移管套装密封固定即
可。该冷却结构还包括中心管18，该中心管18位于中心且与漂移管11平行设置，该中心管为
无氧铜材料，用于支撑固定腔板和磁屏板。该冷却结构还包括第一磁屏板13，其上形成有与
漂移管11和中心管18对应的多个通孔，以使该第一磁屏板13可垂直于所述漂移管11且与所
述漂移管11和中心管18套装密封固定。冷却结构进一步包括有收集极磁屏14，所述收集极
磁屏14相对更接近收集极设置，以便确保电子注在输出腔到收集极这段区域聚焦，不会产
生发散现象。所述收集极磁屏14位于第一磁屏板13外围，环绕第一磁屏板13并与第一磁屏
板13密封固定，所述收集极磁屏14对应腔板12的位置设置有第一定位槽141，通过第一定位
槽141与腔板12密封固定，减少腔板在速调管工作过程中受到的横向剪切力。所述收集极磁
屏14、腔板12和第一磁屏板13形成围绕所述漂移管11的空间，用于冷却液环绕漂移管11管
壁进行冷却。当从入水口通入冷却液，冷却液从入水口流入空间内到达各个漂移管管壁，容
纳空间中充满冷却液后，冷却液通过腔板上的出水口流出。通过该优选的实施方式的冷却
结构，使得冷却液可以环绕漂移管管壁直接冷却，与漂移管管壁进行充分的热交换，及时耗
散漂移管管壁的热量，提高冷却结构对漂移管的冷却效率，保证速调管的稳定工作；同时通
过设置位于中心的中心管，可有效支撑固定腔板和磁屏板，确保速调管工作过程中冷却液
与漂移管管壁接触的空间不会因为腔板或磁屏板发生形变而受到挤压。根据冷却结构可单
独应用在速调管输出腔和收集极之间的部分，易于实现与速调管高频段及收集极的装配，
例如可实现与现有块状金属的高频结构的装配。同时该冷却结构可应用于到多注速调管的
各腔冷却结构，进一步提高多注速调管工作稳定性。根据本发明的速调管冷却结构，漂移管
11和所述腔板12可分别由无氧铜制成。优选地，所述漂移管11内表面形成有钨层，可以提高
漂移管管内抗电子轰击的能力。磁屏板和收集极磁屏例如由铁制成，满足速调管对磁场的
要求。

[0027] 根据本发明的一种优选实施例，冷却结构进一步包括至少一个其上形成有多个通孔的中间磁屏板16，中间磁屏板16垂直于漂移管11设置且与所述漂移管11和中心管18套装
密封固定。所述中间磁屏板16的材质为铁材料，满足该区域对磁场的要求。所述中间磁屏板
16将单个空间分割成若干个环绕漂移管11的多层空间，其上形成的另一些通孔提供各层空
间的连通，冷却液填满每层空间后，从出水口流出，延长冷却液与漂移管管壁的接触时间，
使得冷却液更充分耗散管壁的热量，在满足该区域对磁场要求的情况下进一步提高冷却效
率。在该优选的实施方式中，进一步地优选地，中心管18可分为第一中心管181和第二中心
管182。如图1‑2所示，所述第一中心管181形成在腔板12和相邻的中间磁屏板16之间。本领
域技术人员可知，第一中心管与腔板可为一体结构，易于装配，节省组装工作量。第一中心
管可支撑固定腔板和磁屏板，防止速调管工作中腔板和磁屏板发生形变，从而挤压冷却液
与漂移管管壁接触的空间；而第二中心管182位于所述中间磁屏板16和第一磁屏板13中心，
所述第二中心管182顶端位于中间磁屏板16中，第二中心管支撑固定各磁屏板和第一磁屏
板，防止各磁屏板和第一磁屏板在工作过程中发生变形，压缩冷却液与漂移管管壁接触的
空间。该第一中心管和第二中心管的管径可以为相同，也可以为不同，本发明对此不做进一
步限定。而且所述中心管18外侧管壁可向外延伸形成有凸环183，所述凸环183可结合固定
在腔板12与中间磁屏板16之间，各中间磁屏板之间或者中间磁屏板16与第一磁屏板13之
间，进一步支撑固定腔板、中间磁屏板和第一磁屏板。

[0028] 作为本发明的另一优选实施例，冷却结构进一步包括设置在所述腔板12和所述第一磁屏板13之间的挡环15，所述挡环15可由无氧铜制成。所述第一磁屏板13上设置有定位
槽131，所述挡环15利用定位槽131进行定位并与所述腔板12结合固定。通过定位槽对挡环
进行定位可减少挡环受到的横向剪切力，挡环15对腔板和磁屏板提供支撑，确保有足够的
空间使得冷却液和漂移管管壁充分接触，保证冷却结构的稳定性。如图3所示，所述挡环15
上形成有多个径向开槽151，开槽可以均布也可邻近漂移管设置，使冷却液经水槽151到达
各个漂移管11管壁，确保每个漂移管被充分冷却。进一步地，在上述优选的实施例中，所述
第一磁屏板13和中间磁屏板16之间、中间磁屏板之间、或者中间磁屏板16与腔板12之间也
可分别固定有挡环15，如图3所示，每一挡环15上形成有多个开槽151。所述中间磁屏板上设
置有固定挡环的定位槽。在本发明的优选实施例包括多个管状漂移管，所述多个开槽151可
分别邻近漂移管11径向设置。这种结构可在保证空间稳定性的同时，确保冷却液与每个漂
移管管壁充分接触。另外，所述挡环的直径可以为相同，也可以为不同，本领域技术人员根
据需要可自行选择。

[0029] 进一步，为可保证中间磁屏板、第一磁屏板分别与漂移管焊接的气密性，由铁制成的第一磁屏板13和各中间磁屏板16表面形成有压力扩散焊形成的铜层17。漂移管11与第一
磁屏板13和各中间磁屏板16钎焊焊接。

[0030] 根据本发明的一种优选的实施方式，进一步提供了一种速调管，所述速调管包括如上所述的冷却结构。

[0031] 所述速调管对现有技术所起到的优势作用与上述冷却结构对现有技术所起的优势作用相同，在此不再赘述。

[0032] 显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在阅读前述公开内容之后，本发明的各种其它变型和调整对于本领域技术人员将是显而易见的，并且意图是所有
这样的变型和调整在所附权利要求的范围内。