一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种铁氧体旋转场移相器的三段冷却设计，特别是应用于高频段低副瓣一维相扫天线的高精度高功率三段冷却式铁氧体旋转场移相器。
【背景技术】
[0002]移相器是在不改变物理路径的情况下为微波信号路径提供一个可变插入相位的器件，是现代相控阵雷达体制中非常重要的环节。比较实用的移相器主要有铁氧体移相器和半导体移相器，其中铁氧体移相器能够耐受比较高的功率。
[0003]国外很多机载、舰载、陆基相控阵雷达中都会用到各式各样的移相器。其中性价比优势卓越的机载预警无源相控阵(AWACS)雷达因其对移相器的插入损耗、相移精度、功率容量有很高的要求，必须采用液冷的高功率铁氧体旋转场移相器，我国近年也进行了这方面技术的研发，有了不错的进展，在S波段相关产品中有了非常好的应用。
[0004]为耐受比较高的平均功率必须对这种移相器加以适当的液冷，因发热核心旋转铁氧体半波片与旋转磁极配合紧密，而旋转磁极的线圈不可以接触导电介质，因此对这种移相器的冷却方案，将铁氧体波导及线圈整个浸泡在循环的氟碳化合物中进行冷却。但常规的载机平台只能提供水、乙二醇等导电媒质的液冷系统。而氟碳化合物冷却系统因为冷却液自身特殊的挥发性必须研制专门的冷却系统，目前研制的这种冷却系统体积庞大，可靠性也不高。因此采用氟碳化合物直接液冷的高功率旋转场移相器不适合用于较高频段及对体积重量要求较高的雷达系统。
【实用新型内容】
[0005]为了解决以上问题本实用新型提供了一种既能利用载机平台通用的冷却系统，又能最大限度的发挥旋转场移相器优点的铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统。本实用新型的设计为较高频段高功率旋转场移相器的研制与应用提供可能。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:包括中空铝壳体1、中空铝壳体I1、中空铝壳体II1、冷却循环通道路、旋转磁极、镀膜铁氧体棒、密封圈；中空铝壳体II与中空铝壳体1、中空铝壳体III相连在一起，其连接处设有密封圈，确保不漏液;旋转磁极装在中空铝壳体II中；镀膜铁氧体棒安装在旋转磁极中，镀膜铁氧体棒的两端位于中空铝壳体I和中空铝壳体III中；中空铝壳体1、中空铝壳体I1、中空铝壳体III之间上下联通，形成有冷却循环通道。
[0007]本实用新型也可以使用强迫风冷的形式，把冷却循环通道改为风道，将风道与旋转磁极的线圈导线隔离开，对器件进行分段冷却实现较高的功率容量。也可以利用具有良好导热性能的矽钢片叠片的旋转磁极直接散热，保证壳体与旋转磁极良好接触，在壳体外加装散热片改善散热环境，实现器件的较高功率容量。
[0008]本实用新型基于横向磁化铁氧体波导的旋转线极化效应，采用分段冷却的思路，实现三段液冷式的、三段风冷式的、或利用导热性能较好的旋转磁极直接散热的各种程控器、功分器和衰减器，使其耐受较高的功率容量。
[0009]所述的中空铝壳体I和中空铝壳体III两端分别装有四分之一波片，提高导热效果O
[0010]所述的中空铝壳体II与中空铝壳体1、中空铝波导III之间通过螺钉连接，组装、维护更方便。
[0011]所述的旋转磁极外圆柱面与中空铝壳体II之间填充有导热胶，提高导热效果。
[0012]所述的镀膜铁氧体棒通过导热胶粘在旋转磁极中，提高导热效果。
[0013]所述的镀膜铁氧体棒通过导热胶粘在中空铝壳体I和中空铝壳体III中，进一步提高导热效果。
[0014]本实用新型采用三段式冷却结构，将不允许导电的旋转磁极的线圈隔离出冷却回路，因此这种冷却方式对冷却介质不存在导电性限制，可以直接采用载机平台的冷却系统，有效的避免了因氟碳冷却系统带来的可靠性差、体积重量超标等问题。而冷却效果与氟碳冷却相当，即平均功率容量没有减小。
【附图说明】
[0015]图1是本铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统的实施结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0017]如图1所示，本实用新型提供了一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却结构，包括中空铝壳体I1、中空铝壳体112、中空铝壳体1113、冷却循环通道4、旋转磁极5、镀膜铁氧体棒6、导热胶7、四分之一波片8、密封圈9;中空铝壳体112与中空铝壳体I1、中空铝波导III3之间通过螺钉连接，其连接处设有密封圈9，在中空铝壳体Il和中空铝壳体III3两端分别装有四分之一波片8，旋转磁极5装在中空铝壳体112中，在旋转磁极5外圆柱面与中空铝壳体112之间填充有导热胶7;镀膜铁氧体棒6通过导热胶粘入旋转磁极5中，再通过导热胶粘入中空铝壳体11和中空铝壳体1113中，这样中间热密度较高的镀膜铁氧体棒6利用外面的旋转磁极5作传热介质，再加上中空铝壳体11、中空铝波导1113对其两端散热，通过三段铝壳体之间形成冷却循环通道4可以有效地带走高功率在镀膜铁氧体棒产生的热量。
[0018]本实用新型采用独立的冷却循环通道对移相器壳体及旋转磁极的表面进行冷却，避免旋转磁极的线圈导线与冷却介质接触，利用与镀膜铁氧体棒良好接触的导热性较好的旋转磁极作传热媒质，通过对与镀膜铁氧体棒两头接触的壳体及旋转磁极良好散热实现旋转场移相器的较高的功率容量。
[0019]我们通过一系列功率实验证明了这一效果:在采用乙二醇做冷却液，冷却液流速很低(10L/h)的情况下，X波段这种器件在温度-40?60°C区间内可以耐受超过100W的平均功率，铁氧体波导体积2cm3，则功率密度为50W/cm3;而我们在S波段采用氟碳化合物冷却的同类移相器可以承受1000W平均功率，铁氧体波导体积47cm3，功率密度为21.3ff/cm3，可见该三段式液冷结构旋转场移相器的功率容量不逊于氟碳化合物液冷的旋转场移相器。
[0020]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不限制于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【主权项】
1.一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:包括中空铝壳体I (I)、中空铝壳体II(2)、中空铝壳体III(3)、冷却循环通道(4)、旋转磁极(5)、镀膜铁氧体棒(6)、密封圈(9);中空铝壳体11(2)与中空铝壳体1(1)、中空铝壳体111(3)相连在一起，其连接处设有密封圈(9)，旋转磁极(5)装在中空铝壳体II(2)中；镀膜铁氧体棒(6)安装在旋转磁极(5)中，镀膜铁氧体棒(6)的两端位于中空铝壳体I (I)和中空铝壳体III (3)中；中空铝壳体I(I)、中空铝壳体11(2)、中空铝壳体111(3)之间上下联通，形成有冷却循环通道(4)。2.根据权利要求1所述的一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:所述的中空铝壳体I(I)和中空铝壳体111(3)两端分别装有四分之一波片(8)。3.根据权利要求1所述的一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:所述的中空铝壳体II(2)与中空铝壳体I(I)、中空铝波导III(3)之间通过螺钉连接。4.根据权利要求1所述的一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:所述的旋转磁极(5)外圆柱面与中空铝壳体11(2)之间填充有导热胶(7)。5.根据权利要求1所述的一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:所述的镀膜铁氧体棒(6)通过导热胶粘在旋转磁极(5)中。6.根据权利要求1所述的一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:所述的镀膜铁氧体棒(6)通过导热胶粘在中空铝壳体I(I)和中空铝壳体111(3)中。7.根据权利要求1所述的一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:所述的旋转磁极(5)采用矽钢片叠片的旋转磁极。8.根据权利要求1所述的一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:所述的中空铝壳体I(I)和中空铝壳体111(3)两端分别装有程控器或功分器或衰减器。9.根据权利要求1所述的一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统，其特征在于:所述的冷却循环通道(4)被风道所替代。
【专利摘要】本实用新型涉及一种铁氧体旋转场移相器的三段式冷却系统,其中空铝壳体II与中空铝壳体I、中空铝壳体III相连在一起，其连接处设有密封圈，确保不漏液；旋转磁极装在中空铝壳体II中；镀膜铁氧体棒安装在旋转磁极中，镀膜铁氧体棒的两端位于中空铝壳体I和中空铝壳体III中；中空铝壳体I、中空铝壳体II、中空铝壳体III之间上下联通，形成有冷却循环通道。本实用新型采用三段式冷却结构，将不允许导电的旋转磁极的线圈隔离出冷却回路，因此这种冷却方式对冷却介质不存在导电性限制，可以直接采用载机平台的冷却系统，有效的避免了因氟碳冷却系统带来的可靠性差、体积重量超标等问题。而冷却效果与氟碳冷却相当，即平均功率容量没有减小。
【IPC分类】H01P1/19
【公开号】CN205122734
【申请号】CN201520938669
【发明人】蔡群峰, 胡岚, 宋赛武
【申请人】南京国睿微波器件有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月23日