空間行波管收集極輻射散熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及模塊開(kāi)發(fā).pdf

1、空間行波管廣泛應(yīng)用于各種衛(wèi)星以及載人航天與探月工程的轉(zhuǎn)發(fā)器、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、雷達(dá)與電子對(duì)抗發(fā)射機(jī)等的末級(jí)功率放大器，能把微弱的通訊信號(hào)放大，以增強(qiáng)通訊質(zhì)量，增加通訊距離。在空間行波管正常運(yùn)行的過(guò)程中，參與完注波互作用的電子束將被收集極進(jìn)行回收，但是由于電子束的運(yùn)動(dòng)速度很大，打擊在收集極上將產(chǎn)生大量的廢熱，如果不能及時(shí)有效的將這些廢熱排出，則會(huì)導(dǎo)致收集極溫度過(guò)高，從而影響空間行波管的工作壽命、輸出功率及運(yùn)行穩(wěn)定性。而由于空間行波管的內(nèi)外部均

2、處于真空狀態(tài)，目前多采用外加輻射散熱器的方式對(duì)收集極進(jìn)行有效散熱，論文在現(xiàn)有輻射散熱器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)輻射散熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保證輻射散熱器在具有良好散熱性能和抗振性能的前提下質(zhì)量盡可能輕，從而達(dá)到降低空間行波管質(zhì)量的目的。
　　 基于以上原因，本論文的主要工作包括以下內(nèi)容：
　　 首先，使用微波管模擬器套裝MTSS模擬空間行波管工作狀態(tài)下電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡，以及各電極上的能量損耗，得到熱分析時(shí)收集極各電極的熱載荷；并使

3、用ANSYS軟件的熱分析模塊，通過(guò)輻射熱分析得到收集極在無(wú)外加散熱結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有輻射散熱器散熱作用下的溫度場(chǎng)分布，證明了輻射散熱器對(duì)收集極散熱的有效性；在此基礎(chǔ)上對(duì)輻射散熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并模擬改進(jìn)后結(jié)構(gòu)的散熱性能，通過(guò)對(duì)比說(shuō)明了改進(jìn)后的散熱結(jié)構(gòu)仍然保證了良好的散熱性能。
　　 然后，使用ANSYS軟件的動(dòng)力學(xué)分析模塊中的模態(tài)分析和譜分析方法，模擬得到了改進(jìn)前輻射散熱器和改進(jìn)后輻射散熱器的固有振動(dòng)特性，以及在加速度激勵(lì)譜作用下的變形

4、和應(yīng)力，通過(guò)對(duì)比說(shuō)明了只要選擇合理的優(yōu)化方式，則改進(jìn)后的輻射散熱器結(jié)構(gòu)仍然具有良好的抗振性能。
　　 最后，通過(guò)ANSYS軟件自帶的二次開(kāi)發(fā)工具，將以上使用ANSYS軟件模擬的過(guò)程進(jìn)行模塊化，在ANSYS軟件中形成專門針對(duì)輻射散熱器的分析模塊，使用戶只需通過(guò)相關(guān)的參數(shù)輸入操作，就可以完成輻射散熱器的一系列分析。
　　 該論文的完成為空間行波管收集極的輻射散熱器提供了一種設(shè)計(jì)方法，對(duì)優(yōu)化輻射散熱器提供了幫助，并驗(yàn)證了這種優(yōu)