利用試驗測評和模仿綜合的步驟鉆研了電鉆線慢波零碎中采納相反資料的管殼對其性能的莫須有。重要綜合了蒙乃爾管殼、銅管殼和蒙乃爾內(nèi)嵌銅管殼的利用,對電鉆線慢波零碎的散熱性能和高頻特點的莫須有。鉆研表明,在蒙乃爾管殼外部嵌銅,即能夠保障管殼的機械強度,又能夠改善慢波零碎的散熱性能,并在廣播段段升高高頻虧耗。
電鉆線行波管是一種存在寬頻帶的微波管,它被利用于通信零碎、雷達零碎和電子抗衡零碎等泛濫的場合。電鉆線慢波零碎是電鉆線行波管中能量交流的要害元件,其性能的優(yōu)劣間接莫須有著整管的特點。電鉆線慢波零碎是電鉆線行波管的不足道組作成體,它重要由非金屬電鉆線、陶瓷夾持桿和非金屬管殼組成,在較寬的效率規(guī)模外存在崎嶇的色散特點和較高的注-波互作用效率。電鉆線慢波零碎的散熱性能和高頻特點是間接莫須有行波管畸形作業(yè)的不足道成分。
非金屬管殼的取舍須要思忖資料是否存在剩余的機械強度、無磁性、良好的熱傳播性和低溫強度。通常選用蒙乃爾、無氧銅、不銹鋼等資料來制作管殼。當(dāng)初許多行波管的管殼都運用蒙乃爾。蒙乃爾是以鎳為主的鎳銅合金,它存在高強度、良好的延展性、可焊性和的耐蝕威力,低溫時有比不銹鋼好的強度。銅資料存在很好的導(dǎo)熱和導(dǎo)熱威力,可是其機械強度不高,輕易導(dǎo)致管殼變形。將定然薄厚的銅內(nèi)殼嵌在蒙乃爾管殼的外部,能夠互補蒙乃爾與銅的優(yōu)缺欠,并對慢波零碎的性能繼續(xù)改善。1、相反資料管殼的制備
采納相反管殼與采納嵌內(nèi)殼管殼的電鉆線慢波零碎的構(gòu)造如圖1中所示。
圖1 相反管殼的構(gòu)造示用意 圖2 相反資料管殼的實物圖
鉆研中制備了三種相反資料的管殼:純蒙乃爾管殼、純銅管殼和蒙乃爾外部嵌銅管殼。其中,蒙乃爾內(nèi)嵌銅管殼的制備步驟如次:在銅內(nèi)殼的外名義鍍銀8μm的銀膜,并將其滑配裝入蒙乃爾管殼外部,而后將兩全體鉚接在一起。內(nèi)殼的薄厚與殼子相近,兩個殼的總薄厚為一般管殼的薄厚。采納內(nèi)嵌管殼,既能夠利用蒙乃爾的高機械強度,又能夠兼顧銅的高導(dǎo)熱和高導(dǎo)熱性能。相反管殼的實物圖如次:
上面利用水腦硬件模仿和試驗測評,別離鉆研這三種相反管殼的散熱性能、色散特點、嚙合阻抗和衰減常數(shù)。管殼資料的全體屬性如表1中所示:
表1 管殼資料的全體屬性
2、散熱性能
電鉆線慢波構(gòu)造的散熱特點不僅是決議行波管均勻輸入功率的重要成分,也是間接莫須有著行波管作業(yè)的穩(wěn)固性與牢靠性的不足道成分。試驗中制備了三個相反構(gòu)造和尺寸的Ku波段的電鉆線慢波組件,均由鉬電鉆線和氧化鈹夾持桿組成,采納了熱擠壓的拆卸步驟。
采納試驗測評的步驟繼續(xù)慢波構(gòu)造散熱性能的鉆研。利用非金屬資料的電阻隨熱度的變遷關(guān)系構(gòu)建散熱性能的評估體系。在真空條件下,對慢波構(gòu)造的電鉆線兩端加直流電壓,給電鉆線提供逐步增多的功率,使電鉆線熱度升高,紀(jì)錄退出相反功率時電鉆線的熱度。當(dāng)退出相反功率時,電鉆線上的熱度越低,注明慢波構(gòu)造的散熱性能越好,反之亦然。該鉆研步驟的可行性和正確性曾經(jīng)在以往的篇章中中寄予詳盡的驗證。
為保障慢波組件外存在相反的散熱條件,在三個組件的管殼外增多相反資料和構(gòu)造的楦子。繼續(xù)試驗鉆研,失去圖3所示的后果:
圖3 慢波零碎散熱性能的試驗比擬圖 圖4 慢波零碎散熱性能的模仿比擬圖
由圖3能夠看出,純蒙乃爾管殼組件的散熱威力zui差,銅資料體現(xiàn)出了較高的導(dǎo)熱威力。不過,因為銅資料的機械強度較弱,因而在制備管殼和繼續(xù)組件加工日,純銅管殼輕易產(chǎn)生變形。而蒙乃爾內(nèi)嵌銅管殼既維持了蒙乃爾資料的高機械強度,又兼顧了銅資料的高導(dǎo)熱性能。如圖3中所示,內(nèi)嵌銅管殼與純銅管殼對慢波組件導(dǎo)熱威力的莫須有相近,兩個組件均體現(xiàn)出較好的散熱性能。
利用ANSYS仿真硬件依照圖1所示的慢波零碎構(gòu)建仿真模子,依據(jù)試驗條件設(shè)定熱負(fù)載和資料屬性。綜合比擬采納三種相反管殼時,慢波零碎的散熱性能的變遷狀況,模仿鉆研的后果如圖4中所示。
由圖4中能夠看出,采納純銅管殼與內(nèi)嵌銅管殼的慢波零碎的散熱性能類似,而采納純蒙乃爾管殼的慢波零碎的散熱性能較差。模仿后果與試驗后果存在很好的統(tǒng)一性。
相反資料管殼的運用對慢波零碎的散熱性能存在定然的莫須有。鉆研名義,蒙乃爾管殼的導(dǎo)熱威力較差,采納蒙乃爾內(nèi)嵌銅管殼能夠在定然水平上改善慢波零碎的散熱性能。3、高頻特點
慢波構(gòu)造的高頻特點重要是指色散特點、嚙合阻抗和衰減常數(shù)。色散特點反映了相反效率的電磁波沿慢波構(gòu)造流傳進度的差異;嚙合阻抗反映了注-波互作用的強弱,它將間接莫須有到整管的輸入功率和效率;衰減常數(shù)重要形容了電磁波在流傳內(nèi)中中能量的虧耗,某個虧耗囊括慢波構(gòu)造中非金屬資料的名義直流電虧耗和非非金屬資料的介質(zhì)虧耗。利用仿真硬件CSTMWS對慢波構(gòu)造的高頻特點繼續(xù)鉆研。運用CSTMWS繼續(xù)慢波構(gòu)造的鉆研,能夠失去與試驗測試比較統(tǒng)一的后果,并能夠綜合各個組件上的虧耗,在真空技能網(wǎng)以往的篇章中中給出了多上面的驗證。
對由純蒙乃爾、純銅和蒙乃爾內(nèi)嵌銅管殼組成的Ku波段的電鉆線慢波零碎繼續(xù)鉆研。在不改觀管殼的構(gòu)造和尺寸的狀況下,非金屬管殼資料的變遷不會莫須有慢波零碎的色散特點和嚙合阻抗。同樣,在不改觀管殼薄厚的狀況下,改觀內(nèi)嵌銅殼的薄厚,對慢波零碎的色散特點和嚙合阻抗也不會產(chǎn)生作用。
純銅管殼與內(nèi)嵌銅管殼的外部均為銅資料,而管殼上的高頻虧耗重要是產(chǎn)生在其外部,因而這兩種管殼產(chǎn)生的高頻虧耗根本相反。因而,在對相反管殼的高頻虧耗的比擬鉆研時,重要綜合采納純蒙乃爾管殼和采納嵌銅管殼兩種。鉆研的后果如圖5所示:
圖5 慢波構(gòu)造的衰減常數(shù)的比擬圖 圖6 管殼上的衰減常數(shù)比擬圖
圖5給出了相反資料的管殼對整個慢波零碎的高頻虧耗的莫須有。在廣播段段采納了嵌銅管殼的慢波構(gòu)造的高頻虧耗稍微的升高,而在高頻段簡直沒有變遷。管殼外部的銅內(nèi)殼存在較強的導(dǎo)熱威力,與一般的Monel管殼相比,采納嵌銅管殼的,能夠無效地升高管殼上的高頻虧耗,如圖6所示:
由圖6能夠看出,采納嵌銅管殼能夠無效地升高管殼上的高頻虧耗。在廣播段段兩條曲線的差異較大,隨著效率的增多差異越來越小。因為管殼上的高頻虧耗在整個組件的虧耗中所占的百分比較小,因而管殼上虧耗的變遷對整個組件的莫須有比擬幽微。改觀嵌入的內(nèi)殼的薄厚不會對慢波構(gòu)造的衰減常數(shù)產(chǎn)生顯然的莫須有。
由之上的鉆研可知,采納相反資料的管殼對慢波零碎的高頻虧耗的莫須有比擬小。采納存在高導(dǎo)熱威力的非金屬內(nèi)殼能夠在定然水平回升高慢波組件的高頻虧耗,其改善作用在廣播段段更為顯然。4、論斷
采納相反資料管殼,對電鉆線慢波零碎的散熱性能和高頻特點會產(chǎn)生定然的莫須有。采納純銅管殼和蒙乃爾內(nèi)嵌銅管殼的慢波零碎存在較強的散熱性能,而采納純蒙乃爾管殼的慢波零碎的導(dǎo)熱威力較弱。采納相反資料管殼對慢波零碎的色散特點、嚙合阻抗和高頻虧耗的莫須有比擬幽微。鉆研表明,在蒙乃爾管殼的外部嵌銅內(nèi)殼,能夠利用銅的高導(dǎo)熱威力,從而普及慢波組件的散熱性能,還兼顧了蒙乃爾管殼的高機械強度,保障管殼不易變形;銅內(nèi)殼的增多,根本不會改觀慢波組件的色散特點和嚙合阻抗,又因為銅內(nèi)殼的高導(dǎo)熱威力,會使高頻虧耗在廣播段段稍微上升。依據(jù)行波管的制管務(wù)求,選用相反資料的管殼,能夠?qū)β闼榈男阅芾^續(xù)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。
