一种用于射频线缆的轴向热对流冷却装置的制作方法

本实用新型涉及射频线缆散热技术领域，尤其是涉及一种用于射频线缆的轴向热对流冷却装置。

背景技术：

电磁信号传输装置在进行大功率电流信号传输时，传输装置会吸收部分电磁能量转变为热能，产生损耗；如果射频设备和负载之间不能实现良好的匹配时，电磁信号会在传输线缆上多次往返，会导致电磁信号被传输线缆多次吸收，从而转变成更多的热能，导致传输线缆与连接头炽热，连接装置的松脱，最终会导致射频设备的损毁。

射频电源具有频率高的特点，一般工作频率均在mhz以上，所以在进行大功率传输时，其传输线上的损耗不可忽视；传输线缆和连接头因损耗而温度升高，严重的影响传输效率。一些市面上的射频线缆在大功率的时候，其射频线缆及接头的温度能达到60度甚至更高，尤其在匹配不稳定时，损耗更加严重，随之产生更多的热量，存在极大的安全隐患，对传输线缆有很大的损害，长时间工作在该状态下，容易造成线缆发热、发黑，如果不及时进行处理，传输损耗恶性循环，会造成连接头部分出现融化，最终可能造成电源的损坏。

这也是本领域十分普遍的一种现象，解决这个问题是刻不容缓的。射频线缆的散热方式中有线缆表面热传导、热辐射两种热传递方式，缺少热对流方式进行热传递；如果采用轴流式对流方式，可实现对射频线缆有效的热量传递。由于射频线缆的柔韧性，使用空间狭小，在使用时通常呈现不规则状，传统的风扇散热效率不高，至今还没有解决此问题的有效方法。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在射频线缆在大功率的时候，其射频线缆及接头的温度能达到60度甚至更高，存在极大的安全隐患的缺陷而提供一种用于射频线缆的轴向热对流冷却装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于射频线缆的轴向热对流冷却装置，用于对射频线缆进行冷却，所述轴向热对流冷却装置包括梯形接头、第一导管、支架、第二导管和冷却介质输入设备；

所述射频线缆安装在所述第一导管内部，所述第一导管通过所述支架支撑所述射频线缆；所述第一导管的侧面连接所述第二导管，所述第二导管还连接所述冷却介质输入设备，所述第一导管整体的两端设有梯形接头，该梯形接头设有供所述射频线缆贯穿的通孔，所述冷却介质输入设备用于输入对流介质。

进一步地，所述轴向热对流冷却装置还包括t型接头，所述第一导管的侧面连接所述第二导管具体为，

所述第一导管为分段式结构，所述第一导管的相邻两段间连接有所述t型接头，所述t型接头还连接所述第二导管。

进一步地，所述轴向热对流冷却装置还包括t型接头，所述第一导管的侧面连接所述第二导管具体为，

所述第一导管的外侧设有通孔，所述通孔外侧套设有所述t型接头，所述t型接头的输入端正对所述通孔，所述t型接头还连接所述第二导管。

进一步地，所述冷却介质为气体，所述梯形接头与所述第一导管整体的两端留有间隙。

进一步地，所述第一导管中连接的所述t型接头的数量为多个，每个所述t型接头均连接有所述第二导管和所述冷却介质输入设备。

进一步地，所述冷却介质为液体，所述第一导管中连接的所述t型接头的数量为多个，每个所述t型接头均连接有所述第二导管和所述冷却介质输入设备，所述冷却介质输入设备连通至少两个所述第二导管，构成冷却介质传输回路；

所述梯形接头与所述第一导管相配合，密封所述第一导管整体的两端。

进一步地，所述支架为三个螺丝，所述三个螺丝均匀设置在所述射频线缆同一圆形截面的圆周上。

进一步地，所述第二导管为软管。

进一步地，所述第一导管为聚乙烯材质。

进一步地，所述t型接头位于所述射频线缆在使用过程中温度超过预设的高温阈值的射频线缆部位。

进一步地，所述t型接头为陶瓷或聚乙烯材质，所述梯形接头为陶瓷或聚乙烯材质。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型通过在射频线缆外侧设置第一导管，并有支架实现支撑，第一导管连接有第二导管和冷却介质输入设备，通过冷却介质输入设备向第一导管输入冷却介质，实现对射频线缆的轴向热对流散热冷却，加速射频电缆的降温，能够使射频电源在正常大功率工作状态平稳输出，免出现传输线缆发热，造成反射增大，匹配不稳定的现象。

(2)t型接头具有良好的动态性，可根据线缆温度最高点改变位置，让冷却介质最先吹到温度高的地方进行降温。射频线缆在进行大功率传输时，线缆上电流波幅点的损耗最大，产生的热量最多，随之温度比较高；如果射频线缆很长，那么线缆会有多处温度较高点，此时可以增加t型接头，实现冷却介质多输入、多点定向散热的功能，可以有效的进行线缆降温。

(3)支架可采用螺丝来固定射频电缆在导管中的位置，避免线缆与导管接触，可以让管道中的热量更快的随介质传递出去，降低温度，同时也增强导管的整体结构的稳定性。

(4)导管是聚乙烯材质，其特点是介电损耗常数较小，导管具有很强的柔韧性，形状可随着传输线缆的改变而改变，其散热性能也不会受射频缆线位置等影响。

(5)轴向热对流冷却装置中的冷却介质可以为气体和液体，当冷却介质为气体时，梯形接头与第一导管整体的两端留有间隙，该气体优选为空气，由此通过冷却介质输入设备实现循环；当冷却介质为液体时，通过保证整个装置的良好的气密性，液体通过水泵不断的在导管中循环，达到降温的目的。

附图说明

图1为实施例1中单输入的轴向热对流冷却装置的结构示意图；

图2为实施例1中t型接头与冷却介质输入设备的连接状态示意图；

图3为实施例1中多输入的轴向热对流冷却装置的结构示意图；

图4为实施例1中支架的第一结构示意图；

图5为实施例1中支架的第二结构示意图；

图6为实施例1中支架的第三结构示意图；

图7为实施例1中支架的第四结构示意图；

图8为实施例1中对流介质为液体的连接示意图；

图9为实施例1中轴向热对流散热装置的弯曲状态示意图；

图10为实施例2中单输入的轴向热对流冷却装置的结构示意图；

图11为实施例2中多输入的轴向热对流冷却装置的结构示意图；

图中，1、连接头，2、梯形接头，3、射频线缆，4、第一导管，5、t型接头，6、支架，7、第二导管，8、冷却介质输入设备，9、障碍物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

射频线缆主要用在射频源到匹配器之间、匹配器到负载之间，射频源到匹配器之间是稳定匹配的，传输过程出现的损耗很小，产生的热量也非常少，不需要辅助装置进行散热处理。因为负载的多样性和不可控性，匹配器到负载之间的匹配是不稳定的，所以匹配器到负载间的传输损耗是非常大的，同时产生很多热量，射频线缆自身的热传导不能有效的将热量传递出去，致使线缆温度升高，需要借助高效的散热装置协助，让射频线缆的温度及时降低，轴向热对流是十分适用于线缆并且高效的热传递方式，因此本装置采用这种方式。

本实施例提供一种用于射频线缆的轴向热对流冷却装置，用于对射频线缆3进行冷却，轴向热对流冷却装置包括梯形接头2、第一导管4、支架6、第二导管7和冷却介质输入设备8；

射频线缆3安装在第一导管4内部，第一导管4通过支架6支撑射频线缆3；第一导管4的侧面连接第二导管7，第二导管7还连接冷却介质输入设备8，第一导管4整体的两端设有梯形接头2，该梯形接头2设有供射频线缆3贯穿的通孔，冷却介质输入设备8用于输入对流介质。

如图1和图2所示，作为一种优选的实施方式，轴向热对流冷却装置还包括t型接头5，第一导管4的侧面连接第二导管7具体为，

第一导管4为分段式结构，第一导管4的相邻两段间连接有t型接头5，t型接头5还连接第二导管7。

用于射频线缆的轴向热对流冷却装置的安装方式可分为两种，第一种是在线缆生产的时候安装此装置，第二种是对已使用的线缆的改造，在线缆上加装本装置。如图1是单输入轴向热对流冷却装置示意图，此装置分为3大部分：第一，对流装置部分，包括支架6、梯形接头2、第一导管4；第二，t型连接部分；第三，冷却介质输入部分，包括第二导管7、冷却介质输入设备8。详细的安装步骤如下：在制作射频线缆3时，先将支架6串在射频线缆3上，支架6对第一导管4起支撑作用，再将梯形接头2安装在第一导管4的一端，t型接头5穿在射频线缆3上，再与第一导管4连接，连接好后再用玻璃丝带对连接处捆绑固定，保证导管连接牢。第二导管7与t型接头5连接，第二导管7的另一端与冷却介质输入设备8连接。第二导管7优选为软管。

如图3所示，第一导管4中连接的t型接头5的数量可以为一个或多个，用于射频线缆的轴向热对流冷却装置中的t型接头5具有良好的动态性，可根据线缆温度最高点改变位置，让冷却介质最先吹到温度高的地方进行降温。射频线缆在进行大功率传输时，线缆上电流波幅点的损耗最大，产生的热量最多，随之温度比较高。如果射频线缆很长，那么线缆会有多处温度较高点，此时可以增加t型接头5，实现冷却介质多输入、多点定向散热的功能，可以有效的进行线缆降温，t型接头5可设置于射频线缆3在使用过程中温度超过预设的高温阈值的射频线缆3部位，该高温阈值可以为50度以上。例如在缆线进行功率传输时产生热量，用热成像仪检测线缆热量较高的地方，把t型接头5移动到这里，冷却介质会先吹送到温度高的地方，有利于更快的散热。

如图4至7所示，考虑到导管4内支架6的支撑作用，所以设计了4种结构不同的支架，包括无支架、由多个圆柱条进行填充、均匀设置在射频线缆3同一圆形截面的圆周上的三个固定柱和均匀设置在射频线缆3同一圆形截面的圆周上的三个螺丝，可根据具体情况选择不同的支架。

其中支架6中采用三个螺丝的结构不仅具有支撑作用，同时起到了固定导管的作用，避免线缆与导管接触，可以让管道中的热量更快的随介质传递出去，降低温度。

根据传输线缆的特性，导管内的对流介质也是多样的，包括气体和液体。

当冷却介质为气体时，梯形接头2与第一导管4整体的两端留有间隙。冷却介质优选为空气，冷却介质输入设备8可以为气泵和鼓风机，冷却介质输入设备8可以是独立的装置，也可由射频设备提供。

如图8所示，当冷却介质为液体时，第一导管4中连接的t型接头5的数量为多个，每个t型接头5均连接有第二导管7和冷却介质输入设备8，冷却介质输入设备8连通至少两个第二导管7，构成冷却介质传输回路，冷却介质输入设备8可以为水泵，冷却介质可以为水；

梯形接头2与第一导管4相配合，密封第一导管4整体的两端，保证导管两端的梯形接头2和传输线缆3之间有良好的密闭性，第一导管4与梯形接头2、t型接头5之间的连接也需要加强，以保证整个装置的良好的气密性。液体通过冷却介质输入设备8不断的在导管中循环，达到降温的目的。

射频电源的工作频率较高，线缆的轴向热对流冷却装置的制作材料选择十分讲究，因此第一导管4选用聚乙烯材料，聚乙烯分子结构中没有极性基团，因此具有优异的电性能，它的体积电阻率较高，介电常数和介电损耗因数较小，几乎不受频率的影响，因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小，小于0.01％(质量分数)，电性能不受环境湿度的影响。同时线缆的轴向热对流散热装置中的t型接头5、支架6、梯形接头2的材质起支撑和连接作用，可以选用具有高硬度、耐热性好的陶瓷材料，也可以用聚乙烯材料。

如图9所示，轴向热对流冷却装置具有很好的柔韧性，因为射频设备与负载之间传输线缆通常不在一条直线，而且设备和负载中间可能还有障碍物，线缆是弯曲的。轴向热对流散热装置可根据射频电缆的的弯曲形状而弯曲，同时对线缆的散热效率又不会产生影响，如图5所示，射频设备与负载之间的射频线缆3需要绕过障碍物9，第一导管4可弯曲使得轴向热对流冷却装置可以随着射频线缆3弯曲绕过障碍物9，完全不会影响轴向热对流冷却装置的正常工作。

实施例2

如图10所示，本实施例与实施例1大体相同，不同点在于，第一导管4的外侧设有通孔，通孔外侧套设有t型接头5，t型接头5的输入端正对通孔。

如图11所示，为第一导管4的外侧设有多个通孔和t型接头5的结构示意。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。