空間行波管收集極輻射散熱器的優(yōu)化設計及模塊開發(fā).pdf

1、空間行波管廣泛應用于各種衛(wèi)星以及載人航天與探月工程的轉發(fā)器、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、雷達與電子對抗發(fā)射機等的末級功率放大器，能把微弱的通訊信號放大，以增強通訊質量，增加通訊距離。在空間行波管正常運行的過程中，參與完注波互作用的電子束將被收集極進行回收，但是由于電子束的運動速度很大，打擊在收集極上將產生大量的廢熱，如果不能及時有效的將這些廢熱排出，則會導致收集極溫度過高，從而影響空間行波管的工作壽命、輸出功率及運行穩(wěn)定性。而由于空間行波管的內外部均

2、處于真空狀態(tài)，目前多采用外加輻射散熱器的方式對收集極進行有效散熱，論文在現(xiàn)有輻射散熱器結構的基礎上，對輻射散熱器進行優(yōu)化設計，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量盡可能輕，從而達到降低空間行波管質量的目的。
　　 基于以上原因，本論文的主要工作包括以下內容：
　　 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)下電子束的運動軌跡，以及各電極上的能量損耗，得到熱分析時收集極各電極的熱載荷；并使

3、用ANSYS軟件的熱分析模塊，通過輻射熱分析得到收集極在無外加散熱結構和現(xiàn)有輻射散熱器散熱作用下的溫度場分布，證明了輻射散熱器對收集極散熱的有效性；在此基礎上對輻射散熱器進行優(yōu)化設計，并模擬改進后結構的散熱性能，通過對比說明了改進后的散熱結構仍然保證了良好的散熱性能。
　　 然后，使用ANSYS軟件的動力學分析模塊中的模態(tài)分析和譜分析方法，模擬得到了改進前輻射散熱器和改進后輻射散熱器的固有振動特性，以及在加速度激勵譜作用下的變形

4、和應力，通過對比說明了只要選擇合理的優(yōu)化方式，則改進后的輻射散熱器結構仍然具有良好的抗振性能。
　　 最后，通過ANSYS軟件自帶的二次開發(fā)工具，將以上使用ANSYS軟件模擬的過程進行模塊化，在ANSYS軟件中形成專門針對輻射散熱器的分析模塊，使用戶只需通過相關的參數(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計方法，對優(yōu)化輻射散熱器提供了幫助，并驗證了這種優(yōu)