本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及制冷與低溫工程領(lǐng)域、超導(dǎo)工程領(lǐng)域和通信工程領(lǐng)域,涉及脈沖管制冷機(jī)和高溫超導(dǎo)濾波器,特別涉及一種同軸脈沖管制冷機(jī)冷卻高溫超導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)及制造方法。
背景技術(shù):高溫超導(dǎo)技術(shù)作為近年來發(fā)展迅猛的前沿技術(shù)之一,應(yīng)用于移動通信領(lǐng)域,具有許多優(yōu)勢,特別是高溫超導(dǎo)材料制成的高溫超導(dǎo)濾波器,與常規(guī)的濾波器相比,其通帶損失小,阻帶抑制大、邊帶陡峭、可制成極窄帶濾波器、體積小、質(zhì)量輕。應(yīng)用于民用移動通信領(lǐng)域,高溫超導(dǎo)濾波器可顯著提高移動基站的選擇性、靈敏度和信息傳輸速度、提高通話質(zhì)量、增加通話容量、擴(kuò)大基站覆蓋面積、增強(qiáng)基站抗干擾能力、降低手機(jī)發(fā)射功率。隨著高溫超導(dǎo)濾波器理論和制造工藝的成熟,以及移動通訊業(yè)在全球范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展,高溫超導(dǎo)濾波器有望為全球移動通信領(lǐng)域帶來革命性的變化。移動基站用高溫超導(dǎo)濾波器最佳工作環(huán)境溫度為60~80K,目前在此溫區(qū),小型低溫機(jī)械制冷機(jī)作為冷源,可以很好的滿足高溫超導(dǎo)濾波器冷量要求,考慮到高溫超導(dǎo)濾波器的外在工作環(huán)境,除冷量要求外,還需要制冷機(jī)具有穩(wěn)定、高效、低干擾、長壽命、小體積、輕重量等特點(diǎn)。目前,國內(nèi)外移動基站用高溫超導(dǎo)濾波器產(chǎn)品大多采用斯特林制冷機(jī)作為低溫冷源,但由于斯特林制冷機(jī)冷頭端排出器等運(yùn)動部件會帶來機(jī)械振動及電磁干擾信號,對高溫超導(dǎo)濾波器的工作輸出信號有較大影響。而且斯特林制冷機(jī)的可靠性和工作壽命也是影響其工作性能的一個較大瓶頸。脈沖管制冷機(jī)在20世紀(jì)80年代以后投入使用,與其他小型回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)尤其是斯特林制冷機(jī)相比,其在冷端無運(yùn)動部件,相位調(diào)節(jié)由被動調(diào)相機(jī)構(gòu)完成,具有冷量大、效率高、冷端無機(jī)械振動、可靠性高、預(yù)期壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特征,脈沖管制冷機(jī)可分為同軸型、U型、直線型三種型式,如圖1所示,其中同軸型脈沖管制冷機(jī)結(jié)構(gòu)最為緊湊,在結(jié)構(gòu)上對斯特林制冷機(jī)有很好的替代性,在移動基站高溫超導(dǎo)濾波器的冷卻應(yīng)用上具有極大優(yōu)勢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:鑒于高溫超導(dǎo)濾波器及同軸脈沖管制冷機(jī)的特點(diǎn),本發(fā)明提出同軸脈沖管制冷機(jī)冷卻高溫超導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)及制造方法,目的在于,充分利用同軸脈沖管制冷機(jī)低振動、在60~80K溫區(qū)效率高、冷量大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),為高溫超導(dǎo)濾波器提供穩(wěn)定可靠低噪聲低振動的低溫冷源。所發(fā)明的同軸脈沖管制冷機(jī)冷卻高溫超導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)如圖2所示,由熱端換熱器7、冷頭27、導(dǎo)熱帶23、冷板17、高反射冷屏24、防輻射屏25、工字形杜瓦14、杜瓦蓋18、細(xì)框架結(jié)構(gòu)21、設(shè)備箱9組成,其特征如下:同軸脈沖管制冷機(jī)脈沖管4同心地插入蓄冷器3中,壓縮機(jī)1通過連管2與同軸脈沖管制冷機(jī)熱端換熱器7相連,與調(diào)相機(jī)構(gòu)5和氣庫6共同組成同軸脈沖管制冷機(jī);制冷工質(zhì)在制冷機(jī)內(nèi)部往復(fù)流動,通過調(diào)相機(jī)構(gòu)5和氣庫6的調(diào)相作用,在冷頭27處產(chǎn)生冷量,冷頭27左側(cè)有中心孔38,通過熔焊將導(dǎo)熱帶23中部平臺39與中心孔38端面相連;導(dǎo)熱帶23具有一定彈性,呈幾字形結(jié)構(gòu),將冷頭27處產(chǎn)生冷量傳遞至冷板17;在冷頭27中心孔38端面一側(cè)有直徑約1.0~3.0mm真空通道16,作用為在抽真空時使冷頭27中心孔38內(nèi)聚積的空氣通過排出;冷板17中心凸臺41插入冷頭27中心孔38,壓于導(dǎo)熱帶23兩端平臺40上;冷板17與冷頭27之間涂有導(dǎo)熱硅脂;高溫超導(dǎo)濾波器20下端面放置有高導(dǎo)熱系數(shù)的銦片19,銦片19放置于冷板17端面淺槽42內(nèi),三者通過螺釘緊固連接,其中銦片19與冷板17端面淺槽42上有用于固定高溫超導(dǎo)濾波器20的均布通孔43和槽面螺紋孔44;高溫超導(dǎo)濾波器20、銦片19與冷板17之間涂有導(dǎo)熱硅脂;高溫超導(dǎo)濾波器20放置于高反射冷屏24之中以減少熱輻射導(dǎo)致的熱量損失,高反射冷屏24為幾字形結(jié)構(gòu),底邊平臺有均布通孔45,通過螺釘緊固連接防輻射屏25于冷板17端面,其中冷板17端面相對應(yīng)處有均布螺紋孔46,防輻射屏25頂部有均布通孔47;防輻射壁35厚度在0.5~2.0mm之間;蓄冷器3及冷頭27外表面裹有多層單面鍍鋁聚脂薄膜28;細(xì)框架結(jié)構(gòu)21連接于工字形杜瓦14上法蘭61端面,由3~10條直徑1.0~5.0mm的細(xì)棒組成,呈籠狀結(jié)構(gòu),在外側(cè)裹有多層高反射材料22;熱端換熱器7、工字形杜瓦14、杜瓦蓋18組成真空室,三者通過螺釘相連接,利用密封圈進(jìn)行密封;杜瓦蓋18側(cè)壁安裝有真空閥座26,為抽真空接口;高溫超導(dǎo)濾波器20的信號輸入與輸出利用與兩端同軸-微帶接頭相連接的同軸電纜29,穿過高反射冷屏24側(cè)壁的通孔49連接于工字形杜瓦14上法蘭61端面的密封電連接器30,并通過信號傳輸線13和信號傳輸線15將信號傳送至電控及信號采集裝置10;電控及信號采集裝置10在設(shè)備箱9外側(cè)布置有外部的電源及信號接口;高溫超導(dǎo)濾波器20與同軸脈沖管制冷機(jī)耦合后整體放置于設(shè)備箱9;設(shè)備箱9由橫擋板12和豎擋板31分隔為三個部分,橫擋板12下方放置固定壓縮機(jī)1及電控及信號采集裝置10,橫擋板12上方放置同軸脈沖管制冷機(jī)冷指,豎擋板31右側(cè)為熱端換熱器7及調(diào)相裝置5和氣庫6,左側(cè)為高溫超導(dǎo)濾波器20及真空杜瓦組件;壓縮機(jī)1通過支架8固定于設(shè)備箱9底板51,并放置于散熱支撐平臺36之上;橫擋板12中部位于連管2位置處有長方狹縫孔37,方便連管2穿過與熱端換熱器7相連接;左側(cè)有通道52方便信號傳輸線13和信號傳輸線15通過;同軸脈沖管制冷機(jī)冷指熱端換熱器7利用支架32固定于設(shè)備箱9底板51,支架32的下方放置于橫擋板12上;豎擋板31由兩片對稱擋板組成,每片擋板中心有半圓槽59,在豎擋板31兩側(cè)各有一片環(huán)形夾板58,安裝后形成圓形孔60,工字形杜瓦14即放置于圓形孔60上固定;工字形杜瓦14上法蘭61放置于設(shè)備箱9左側(cè)板50的圓孔62上;將設(shè)備箱9的箱體上蓋63及設(shè)備箱9左側(cè)板蓋64放置好,使得高溫超導(dǎo)濾波器20及同軸脈沖管制冷機(jī)整體封裝于設(shè)備箱9內(nèi);設(shè)備箱9的上側(cè)板53中部位置留有風(fēng)扇安裝孔54,右側(cè)板55中部位置留有柵欄安裝孔56,分別安裝有風(fēng)扇34和風(fēng)扇柵欄33以及柵欄35;從而共同形成一種同軸脈沖管制冷機(jī)冷卻高溫超導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)。所發(fā)明的同軸脈沖管制冷機(jī)冷卻高溫超導(dǎo)濾波器結(jié)構(gòu)的制造方法如下:同軸脈沖管制冷機(jī)冷頭27采用導(dǎo)熱性能良好的高純無氧銅材料制作而成,在冷頭27左端面車中心孔38,精車中心孔38端面,平面度在0.02~0.10mm,在中心孔38端面下側(cè)鉆直徑為1.0~3.0mm通孔,形成真空通道16;導(dǎo)熱帶23由10~50片厚為0.1~1.0mm的紫銅箔組成,每片紫銅箔長度為10~100mm,通過折彎形成整體的幾字形結(jié)構(gòu);導(dǎo)熱帶23中部平臺39熔焊連接于中心孔38端面;冷板17中心凸臺41外徑略小于冷頭27中心孔38內(nèi)徑;冷板17中心凸臺41插入冷頭27中心孔38,壓于導(dǎo)熱帶23兩端平臺40上;冷板17左端面車深度為0.1~1.0mm的端面淺槽42,平面度在0.02~0.10mm;高溫超導(dǎo)濾波器20放置于厚度0.1~1.0mm的銦片19之上,銦片19放置于冷板17端面淺槽42內(nèi),三者通過螺釘緊固連接,其中冷板17端面淺槽42上攻槽面螺紋孔44,銦片19有均布通孔43;高溫超導(dǎo)濾波器20、銦片19與冷板17端面淺槽42之間涂有適量導(dǎo)熱硅脂;高溫超導(dǎo)濾波器20放置于高反射冷屏24中;高反射冷屏24由具有高反射率的材料制成,厚度0.5~2.0mm,在坯件兩面拋光處理,整體折彎后截面呈幾字形結(jié)構(gòu),并在四面折彎臂的相交處利用激光焊焊接為一體后整體發(fā)黑,經(jīng)發(fā)黑處理后將其外表面進(jìn)行鏡面拋光;底邊平臺車均布通孔45,通過螺釘連接防輻射屏25于冷板17端面,在冷板17端面相對應(yīng)處車均布螺紋孔46;防輻射屏25由具有高反射率的材料制成,整體厚度0.5~2.0mm,在其頂部車均布通孔47,防輻射壁48厚度為0.5~2.0mm;蓄冷器3及冷頭27外表面裹多層單面鍍鋁聚脂薄膜28;細(xì)框架結(jié)構(gòu)21由3~10條直徑約1.0~5.0mm的細(xì)棒組成,在相交處通過銀焊連為一體,呈籠狀結(jié)構(gòu),安裝于工字形杜瓦14上法蘭61端面,細(xì)框架結(jié)構(gòu)21外裹有多層高反射材料22;精車并研磨熱端換熱器7法蘭65端面,平面度在0.02~0.10mm,與工字形杜瓦14下法蘭66緊密貼合,通過螺釘進(jìn)行連接,利用O型密封圈進(jìn)行密封;工字形杜瓦14下法蘭66端面通過精車并研磨使平面度在0.02~0.10mm,與熱端換熱器7法蘭65端面緊密貼合,通過螺釘進(jìn)行連接;精車并研磨其上法蘭61端面,平面度在0.02~0.10mm,與杜瓦蓋18法蘭面緊密貼合,使用螺釘進(jìn)行連接,使用O型密封圈進(jìn)行密封;工字形杜瓦14上法蘭61安裝密封電連接器30;通過精車并研磨使杜瓦蓋18法蘭面平面度在0.02~0.10mm,與工字形杜瓦14上法蘭61端面緊密貼合,使用螺釘進(jìn)行連接,使用O型密封圈進(jìn)行密封;杜瓦蓋18側(cè)面安裝真空閥座26;高溫超導(dǎo)濾波器20利用與兩端同軸-微帶接頭相連接的同軸電纜29,穿過高反射冷屏24側(cè)壁的通孔49連接密封電連接器30,并通過信號傳輸線13和信號傳輸線15將信號傳送至電控及信號采集裝置10;電控及信號采集裝置10安裝于設(shè)備箱9左側(cè)板50;高溫超導(dǎo)濾波器20和同軸脈沖管制冷機(jī)耦合后,整體放置于設(shè)備箱9;設(shè)備箱9由橫擋板12和豎擋板31將空間分隔為三部分,橫擋板12下方放置固定壓縮機(jī)1的支架8和支撐散熱平臺36;橫擋板12上方放置固定同軸脈沖管制冷機(jī)冷指,豎擋板31右側(cè)利用支架32為熱端換熱器7、調(diào)相裝置5和氣庫6提供固定,橫擋板12對支架32起到支撐作用,左側(cè)利用豎擋板31及左側(cè)板50為高溫超導(dǎo)濾波器20和真空杜瓦組件提供固定;設(shè)備箱9的上側(cè)板53中部偏左位置有風(fēng)扇安裝孔54,右側(cè)板55中部偏上位置留有柵欄安裝孔56,分別安裝風(fēng)扇34和風(fēng)扇柵欄33及柵欄35;橫擋板12位于連管2位置車長方狹縫孔37,使連管2穿過與熱端換熱器7相連;橫擋板12左側(cè)車通道52方便信號傳輸線13和信號傳輸線15通過;豎擋板31由兩片對稱組件組成,每片擋板中心有半圓槽59,兩側(cè)各有一片環(huán)形夾板58,安裝后形成圓形孔60;工字形杜瓦14側(cè)壁57放置于圓形孔60上;工字形杜瓦14上法蘭61放置于設(shè)備箱9左側(cè)板50的圓孔62上;安裝完畢后將設(shè)備箱9的箱體上蓋63及左側(cè)板蓋64放置好,將高溫超導(dǎo)濾波器20及同軸脈沖管制冷機(jī)整體封裝于設(shè)備箱9內(nèi)。本發(fā)明有如下特點(diǎn):1)采用同軸脈沖管制冷機(jī)冷卻高溫超導(dǎo)濾波器,在其所需最佳工作溫區(qū)60~80K效率高、冷量大、結(jié)構(gòu)緊湊,可替代目前常用的斯特林制冷機(jī);2)采用冷板結(jié)構(gòu)適應(yīng)高溫超導(dǎo)濾波器體積相對較大特點(diǎn),冷板17與冷頭27緊配,利用具有彈性的導(dǎo)熱帶23傳遞冷量,將高溫超導(dǎo)濾波器20固定于冷板17上,其中高溫超導(dǎo)濾波器20下有銦片19,保證與冷板17之間緊密貼合;3)采用獨(dú)特的多層防輻射層包裹結(jié)構(gòu),采用防輻射屏25及在蓄冷器3外層、細(xì)框架結(jié)構(gòu)21外層均包裹多層單面鍍鋁聚脂薄膜28及多層防輻射材料22,最大可能減少熱輻射導(dǎo)致的冷量損失;采用高反射冷屏24使高溫超導(dǎo)濾波器20工作環(huán)境保持低溫;4)采用了熱端換熱器7、工字形杜瓦14及杜瓦蓋18為高溫超導(dǎo)濾波器20提供真空室環(huán)境,其中杜瓦蓋18可方便拆卸,且密封電連接器30位于工字形杜瓦14上,方便高溫超導(dǎo)濾波器20的安裝以及在需要時進(jìn)行調(diào)整或更換;5)將與同軸脈沖管制冷機(jī)緊密耦合的高溫超導(dǎo)濾波器20整體放置固定于設(shè)備箱9內(nèi),通過設(shè)備箱9為高溫超導(dǎo)濾波器20提供信號的輸入輸出接口,為同軸脈沖管制冷機(jī)壓縮機(jī)1提供電控裝置,并為同軸脈沖管制冷機(jī)冷卻高溫超導(dǎo)濾波器20運(yùn)行時對壓縮機(jī)1和制冷機(jī)熱端進(jìn)行散熱。脈沖管制冷機(jī)可靠性高、工作壽命長,且冷端無運(yùn)動部件,消除了冷端運(yùn)動振動對高溫超導(dǎo)濾波器信號傳輸?shù)挠绊憽1景l(fā)明充分利用同軸脈沖管制冷機(jī)易耦合、整體結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),可為高溫超導(dǎo)濾波器提供穩(wěn)定可靠、低噪聲、低振動的低溫冷源。本發(fā)明對高溫超導(dǎo)濾波器進(jìn)一步的推廣應(yīng)用以及同軸脈沖管制冷機(jī)在移動通訊等領(lǐng)域的實(shí)用化有著積極的意義。附圖說明圖1為脈沖管制冷機(jī)的三種布置方法示意圖,其中圖1(a)為直線型布置,圖1(b)為U型布置,圖1(c)為同軸型布置。圖2為同軸脈沖管制冷機(jī)冷卻高溫超導(dǎo)濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為冷頭27結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖3(a)為主視圖,圖3(b)為A-A剖面圖。圖4為導(dǎo)熱帶23結(jié)構(gòu)圖示。圖5為冷板17結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖5(a)為主視圖,圖5(b)為側(cè)視圖,圖5(c)為B-B剖面圖。圖6為銦片19結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖6(a)為主視圖,圖6(b)為側(cè)視圖。圖7為高反射冷屏24示意圖,其中圖7(a)為主視圖,圖7(b)為C-C剖面圖。圖8為防輻射屏25結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖8(a)為主視圖,圖8(b)為D-D剖面圖。圖9為細(xì)框架結(jié)構(gòu)21示意圖,其中圖9(a)為主視圖,圖9(b)為俯視圖。圖10熱端換熱器7結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為工字形杜瓦14結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為杜瓦蓋18結(jié)構(gòu)示意圖。圖13為設(shè)備箱9主體結(jié)構(gòu)示意圖。圖14為橫擋板12結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖14(a)為俯視圖,圖14(b)為主視圖。圖15為豎擋板31結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖15(a)為對稱擋板側(cè)視圖,圖15(b)為主視圖,圖15(c)為右側(cè)視圖。圖16為設(shè)備箱9箱體上蓋63結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖16(a)為主視圖,圖16(b)為側(cè)視圖。圖17為設(shè)備箱9左側(cè)板蓋64結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖17(a)為主視圖,圖17(b)為側(cè)視圖。其中:1為壓縮機(jī),2為連管,3為蓄冷器,4為脈沖管,5為調(diào)相機(jī)構(gòu),6為氣庫,7為熱端換熱器,8為支架,9為設(shè)備箱,10為電控及信號采集裝置,11為電纜線,12為橫擋板,13為信號傳輸線,14為工字形杜瓦,15為信號傳輸線,16為冷頭真空通道,17為冷板,18為杜瓦蓋,19為銦片,20為高溫超導(dǎo)濾波器,21為細(xì)框架結(jié)構(gòu),22為多層高反射材料,23為導(dǎo)熱帶,24為高反射冷屏,25為防輻射屏,26為真空閥座,27為冷頭,28為多層單面鍍鋁聚脂薄膜,29為同軸電纜,30為密封電纜接頭,31豎擋板,32為支架,33為風(fēng)扇柵欄,34為風(fēng)扇,35為柵欄,36為散熱支撐平臺,37為橫擋板12長方狹縫孔,38為冷頭27中心孔,39為導(dǎo)熱帶23中部平臺,40為導(dǎo)熱帶23兩端平臺,41為冷板17中心凸臺,42為冷板17端面淺槽,43為銦片19均布通孔,44為冷板17端面淺槽42槽面螺紋孔,45為高反射冷屏24底邊平臺均布通孔,46為冷板17均布螺紋孔,47為防輻射屏25頂部均布通孔,48為防輻射屏25防輻射壁,49為高反射冷屏24側(cè)壁通孔,50為設(shè)備箱9左側(cè)板,51為設(shè)備箱9底板,52為橫擋板12左側(cè)通道,53為設(shè)備箱9上側(cè)板,54為設(shè)備箱9上側(cè)板53風(fēng)扇安裝孔,55為設(shè)備箱9右側(cè)板,56為設(shè)備箱9右側(cè)板55柵欄安裝孔,57為工字形杜瓦14側(cè)壁,58為豎擋板31環(huán)形夾板,59為豎擋板31半圓槽,60為豎擋板31圓形孔,61為工字形杜瓦14上法蘭,62為設(shè)備箱9左側(cè)板50圓孔,63為設(shè)備箱9箱體上蓋,64為設(shè)備箱9左側(cè)板蓋,65為熱端換熱器7法蘭,66為工字形杜瓦14下法蘭。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖2所示,同軸脈沖管制冷機(jī)由壓縮機(jī)1、連管2、蓄冷器3、脈沖管4、調(diào)相機(jī)構(gòu)5、氣庫6、熱端換熱器7、冷頭27等結(jié)構(gòu)部件組成,其中脈沖管4同心地插入蓄冷器3中,壓縮機(jī)1通過連管2與同軸脈沖管制冷機(jī)熱端換熱器7相連;制冷工質(zhì)在壓縮機(jī)1、連管2、蓄冷器3、脈沖管4、熱端換熱器7、調(diào)相機(jī)構(gòu)5及氣庫6內(nèi)部往復(fù)流動,通過調(diào)相機(jī)構(gòu)5和氣庫6的調(diào)相作用,在冷頭27處產(chǎn)生冷量;冷頭27結(jié)構(gòu)如圖3所示,其左側(cè)有中心孔38,通過熔焊將導(dǎo)熱帶23中部平臺39與中心孔38端面相連;導(dǎo)熱帶23具有一定彈性,如圖4所示,呈幾字形結(jié)構(gòu),其作用為將冷頭27處產(chǎn)生冷量傳遞至冷板17,導(dǎo)熱帶23兩端平臺40與冷板17相連;在冷頭27中心孔38端面一側(cè)有直徑為1.5mm通孔,為冷頭27真空通道16,其作用為在抽真空時使冷頭27中心孔38內(nèi)聚積的空氣通過;冷板17結(jié)構(gòu)如圖5所示,其中心凸臺41插入冷頭27中心孔38,壓于導(dǎo)熱帶23兩端平臺40上;冷板17與冷頭27之間涂有導(dǎo)熱硅脂;高溫超導(dǎo)濾波器20下端面放置有高導(dǎo)熱系數(shù)的銦片19,結(jié)構(gòu)如圖6所示,銦片19放置于冷板17端面淺槽42內(nèi),三者通過螺釘緊固連接,其中銦片19與冷板17端面淺槽42上有用于固定高溫超導(dǎo)濾波器20的均布通孔43和槽面螺紋孔44;為加強(qiáng)熱傳導(dǎo),高溫超導(dǎo)濾波器20、銦片19與冷板17之間涂有適量導(dǎo)熱硅脂;為減少熱輻射導(dǎo)致的熱量損失,將高溫超導(dǎo)濾波器20放置于高反射冷屏24之中,高反射冷屏24為幾字形結(jié)構(gòu),如圖7所示,底邊平臺有均布通孔45,通過螺釘緊固連接防輻射屏25于冷板17端面,其中冷板17端面相對應(yīng)的地方有均布螺紋孔46,防輻射屏25結(jié)構(gòu)如圖8所示,其頂部有均布通孔47;為減少傳導(dǎo)熱損失,防輻射壁48厚度為0.5mm;在蓄冷器3及冷頭27外表面裹有多層單面鍍鋁聚脂薄膜28;工字形杜瓦14上法蘭61端面連接有細(xì)框架結(jié)構(gòu)21,如圖9所示,由6條直徑2.0mm的細(xì)棒組成,安裝后呈籠狀,在細(xì)框架結(jié)構(gòu)21外裹有多層高反射材料22;同軸脈沖管制冷機(jī)冷指及高溫超導(dǎo)濾波器20在低溫下工作所需的真空環(huán)境由熱端換熱器7、工字形杜瓦14、杜瓦蓋18等組件提供,三者的結(jié)構(gòu)分別如圖10、圖11、圖12所示,分別通過螺釘相連接,并利用密封圈進(jìn)行密封;其中在杜瓦蓋18側(cè)壁安裝有真空閥座26,為抽真空接口;高溫超導(dǎo)濾波器20的信號輸入與輸出利用與兩端同軸-微帶接頭相連接的同軸電纜29,穿過高反射冷屏24側(cè)壁的通孔49連接于工字形杜瓦14上法蘭61端面的密封電連接器30,從而與杜瓦外相關(guān)儀器設(shè)備相連接;高溫超導(dǎo)濾波器20信號通過與密封電連接器30相連接的信號傳輸線13和信號傳輸線15將信號傳送至電控及信號采集裝置10;電控及信號采集裝置10安裝于設(shè)備箱9左側(cè)板50,通過電纜線11對壓縮機(jī)1進(jìn)行電源信號輸入及控制;電控及信號采集裝置10在設(shè)備箱9外側(cè)設(shè)置有外部的電源及信號接口;高溫超導(dǎo)濾波器20同由壓縮機(jī)1、連管2、熱端換熱器7、蓄冷器3、冷頭27、脈沖管4、調(diào)相裝置5及氣庫6等組件組成的同軸脈沖管制冷機(jī)耦合后,整體放置于設(shè)備箱9內(nèi);設(shè)備箱9的主體部分結(jié)構(gòu)如圖13所示,橫擋板12和豎擋板31將設(shè)備箱9空間分隔為三個部分,橫擋板12下方放置固定壓縮機(jī)1及電控及信號采集裝置10,橫擋板12上方放置同軸脈沖管制冷機(jī)冷指,其中位于豎擋板31右側(cè)為熱端換熱器7及調(diào)相裝置5和氣庫6的固定,位于豎擋板31左側(cè)為高溫超導(dǎo)濾波器20及真空杜瓦組件;壓縮機(jī)1通過支架8固定于設(shè)備箱9底板51,并放置于散熱支撐平臺36之上,可對運(yùn)行時產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱;橫擋板12結(jié)構(gòu)如圖14所示,在其中部位于連管2位置處有長方狹縫孔37,方便連管2穿過與熱端換熱器7相連接;橫擋板12左側(cè)有通道52方便信號傳輸線13和信號傳輸線15通過;同軸脈沖管制冷機(jī)冷指熱端換熱器7利用支架32固定于設(shè)備箱9底板51,其中支架32的下方放置于橫擋板12上;如圖13所示,設(shè)備箱9的上側(cè)板53中部位置留有風(fēng)扇安裝孔54,右側(cè)板55中部位置留有柵欄安裝孔56,分別安裝有風(fēng)扇34和風(fēng)扇柵欄33以及柵欄35;豎擋板31結(jié)構(gòu)如圖15所示,由兩片對稱擋板組成,每片擋板中心有半圓槽59,在豎擋板31兩側(cè)各有一片環(huán)形夾板58,安裝后形成一個圓形孔60,工字形杜瓦14側(cè)壁57外側(cè)即放置于圓形孔60上固定;工字形杜瓦14上法蘭61放置于設(shè)備箱9左側(cè)板50的圓孔62上;將如圖16、圖17所示的設(shè)備箱9的箱體上蓋63及設(shè)備箱9左側(cè)板蓋64放置好,使得高溫超導(dǎo)濾波器20及同軸脈沖管制冷機(jī)整體封裝于設(shè)備箱9內(nèi)。所發(fā)明的同軸脈沖管制冷機(jī)冷卻高溫超導(dǎo)濾波器結(jié)構(gòu)的制造方法可按如下方法實(shí)施:同軸脈沖管制冷機(jī)冷頭27材料為高純無氧銅,其結(jié)構(gòu)如圖3所示,在冷頭27左端面車中心孔38,并精車中心孔38端面,平面度0.05mm,在中心孔38端面下側(cè)鉆直徑為1.5mm通孔,形成真空通道16,其作用為在抽真空時將冷頭27中心孔38內(nèi)聚積的空氣抽出;將導(dǎo)熱帶23中部平臺39熔焊于中心孔38端面從而相連接;導(dǎo)熱帶23結(jié)構(gòu)如圖4所示,由30片厚為0.2mm的紫銅箔組成,每片紫銅箔長度約為50mm,通過折彎形成整體的幾字形結(jié)構(gòu),導(dǎo)熱帶導(dǎo)熱性好,具有彈性,作用為將冷頭27處產(chǎn)生冷量傳遞至冷板17;冷板17結(jié)構(gòu)如圖5所示,其中心凸臺41外徑略小于冷頭27中心孔38內(nèi)徑,中心凸臺41插入冷頭27中心孔38,壓于導(dǎo)熱帶23兩端平臺40上,并將導(dǎo)熱帶23壓緊;在冷板17與冷頭27之間涂有適量導(dǎo)熱硅脂以加強(qiáng)熱量傳導(dǎo)。在冷板17左端面車深度為0.2mm的端面淺槽42,平面度在0.05mm,將高溫超導(dǎo)濾波器20放置于具有高導(dǎo)熱系數(shù)的銦片19之上,銦片19放置于冷板17端面淺槽42內(nèi),三者通過螺釘緊固連接,其中冷板17端面淺槽42上攻有用于固定高溫超導(dǎo)濾波器20的槽面螺紋孔44,銦片19有均布通孔43,其結(jié)構(gòu)如圖6所示,厚度為0.2mm;為加強(qiáng)熱傳導(dǎo),高溫超導(dǎo)濾波器20、銦片19與冷板17端面淺槽42之間涂有適量導(dǎo)熱硅脂。為減少熱輻射導(dǎo)致的熱量損失,將高溫超導(dǎo)濾波器20放置于高反射冷屏24中;高反射冷屏24結(jié)構(gòu)如圖7所示,由具有高反射率的材料制成,厚度為1.0mm,制造方法為,在坯件兩面拋光處理,整體折彎后截面呈幾字形結(jié)構(gòu),并在四面折彎臂的相交處利用激光焊焊接為一體后整體發(fā)黑,經(jīng)發(fā)黑處理后將其外表面進(jìn)行鏡面拋光;在高反射冷屏24底邊平臺有均布通孔45,通過螺釘連接防輻射屏25于冷板17端面,其中冷板17端面對應(yīng)有均布螺紋孔46;防輻射屏25結(jié)構(gòu)如圖8所示,由具有高反射率的材料制成,整體厚度為1.0mm,在其頂部車均布通孔47,為減少傳導(dǎo)熱損失,其防輻射壁48厚度為0.5mm;在蓄冷器3及冷頭27外表面裹有多層單面鍍鋁聚脂薄膜28;細(xì)框架結(jié)構(gòu)21連接于工字形杜瓦14上法蘭61端面,結(jié)構(gòu)如圖9所示,由6條直徑2.0mm的細(xì)棒組成,在相交處通過銀焊連為一體,呈籠狀結(jié)構(gòu),在細(xì)框架結(jié)構(gòu)21外裹有多層高反射材料22。同軸脈沖管制冷機(jī)冷指及高溫超導(dǎo)濾波器20工作所需的低溫真空環(huán)境由熱端換熱器7、工字形杜瓦14、杜瓦蓋18等組件提供;其中熱端換熱器7結(jié)構(gòu)如圖10所示,精車并研磨熱端換熱器7法蘭65端面的平面度在0.05mm,以便與工字形杜瓦14下法蘭66緊密貼合,并通過螺釘進(jìn)行連接,利用O型密封圈進(jìn)行密封;工字形杜瓦14的結(jié)構(gòu)如圖11所示,其下法蘭66端面通過精車并研磨使平面度在0.05mm,與熱端換熱器7法蘭65端面緊密貼合,并通過螺釘進(jìn)行連接;同樣在其上法蘭61端面,通過精車并研磨使平面度在0.05mm,在安裝時與杜瓦蓋18法蘭面緊密貼合,并使用螺釘進(jìn)行連接,使用O型密封圈進(jìn)行密封;在工字形杜瓦14上法蘭61安裝有密封電連接器30;杜瓦蓋18的結(jié)構(gòu)如圖12所示,通過精車并研磨使杜瓦蓋18法蘭面平面度在0.05mm,在安裝時與工字形杜瓦14上法蘭61端面緊密貼合,并使用螺釘進(jìn)行連接,使用O型密封圈進(jìn)行密封;杜瓦蓋18側(cè)面安裝有真空閥座26,為抽真空接口,使杜瓦內(nèi)真空度保持在5.0×10-6Pa以下;杜瓦蓋18可方便拆卸,方便高溫超導(dǎo)濾波器20的安裝以及在需要時進(jìn)行調(diào)整或更換。如圖2所示,高溫超導(dǎo)濾波器20利用與兩端同軸-微帶接頭相連接的同軸電纜29,穿過高反射冷屏24側(cè)壁的通孔49連接于工字形杜瓦14上法蘭61端面的密封電連接器30,通過與密封電連接器30外側(cè)相連接的信號傳輸線13和信號傳輸線15將信號傳送至電控及信號采集裝置10;如圖2所示,電控及信號采集裝置10安裝于設(shè)備箱9左側(cè)板50,通過電纜線11對壓縮機(jī)1進(jìn)行電源信號輸入及控制;電控及信號采集裝置10在設(shè)備箱外側(cè)設(shè)置有電源及信號接口。如圖2所示,高溫超導(dǎo)濾波器20同壓縮機(jī)1、連管2、熱端換熱器7、蓄冷器3、冷頭27、脈沖管4、調(diào)相裝置5及氣庫6等組件組成的同軸脈沖管制冷機(jī)耦合后,整體放置于設(shè)備箱9內(nèi);設(shè)備箱9的主體部分結(jié)構(gòu)如圖13所示,橫擋板12和豎擋板31將設(shè)備箱9空間分隔為三個部分,其中橫擋板12下方放置固定壓縮機(jī)1的支架8以及支撐散熱平臺36,對壓縮機(jī)1產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱;橫擋板12上方放置固定同軸脈沖管制冷機(jī)冷指,其中豎擋板31右側(cè)利用支架32為熱端換熱器7、調(diào)相裝置5和氣庫6提供固定,橫擋板12對支架32起到支撐作用,豎擋板31左側(cè)利用豎擋板31及左側(cè)板50為移溫超導(dǎo)濾波器20和真空杜瓦組件提供固定;設(shè)備箱9的上側(cè)板53中部偏左位置有風(fēng)扇安裝孔54,右側(cè)板55中部偏上位置留有柵欄安裝孔56,分別安裝有風(fēng)扇34和風(fēng)扇柵欄33以及柵欄35;橫擋板12結(jié)構(gòu)如圖14所示,位于連管2位置處有長方狹縫孔37,可方便連管2穿過與熱端換熱器7相連接;橫擋板12左側(cè)有通道52方便信號傳輸線13和信號傳輸線15通過;豎擋板31結(jié)構(gòu)如圖13所示,由兩片對稱組件組成,每片擋板中心有半圓槽59,在豎擋板31兩側(cè)各有一片環(huán)形夾板58,安裝后形成一個圓形孔60,可用于固定工字形杜瓦14;工字形杜瓦14側(cè)壁57外側(cè)放置于圓形孔60上;工字形杜瓦14上法蘭61放置于設(shè)備箱9左側(cè)板50的圓孔62上;將如圖16、圖17所示的設(shè)備箱9的箱體上蓋63及設(shè)備箱9左側(cè)板蓋64放置好,使得高溫超導(dǎo)濾波器20及同軸脈沖管制冷機(jī)整體封裝于設(shè)備箱9內(nèi)。