一種x波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置。包括極化器、波導(dǎo)上腔和波導(dǎo)下腔。極化器一端通過導(dǎo)熱帶和制冷機(jī)冷頭相連，另一端和波導(dǎo)下腔相對(duì)波導(dǎo)上腔的另一端相連?？p隙波導(dǎo)、極化器和制冷機(jī)冷頭位于真空腔內(nèi)。波導(dǎo)上腔與波導(dǎo)下腔相對(duì)的另一端和真空腔相連。導(dǎo)熱帶為多片端部壓焊的銅箔。真空腔包括腔體和與腔體固定相連的蓋板?？p隙波導(dǎo)外周設(shè)有隔熱筒，隔熱筒一端與腔體內(nèi)壁固定相連，另一端與極化器連有波導(dǎo)下腔的一端固定相連。波導(dǎo)上腔與蓋板固定相連，波導(dǎo)上腔與蓋板之間設(shè)有密封薄膜。隔熱筒與極化器之間設(shè)有墊片。本實(shí)用新型通過使極化器工作在真空低溫環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了極化器等效噪聲溫度的降低和接收信號(hào)質(zhì)量的提高。
【專利說明】一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型具體涉及一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在遠(yuǎn)距離探測和射電天文等領(lǐng)域中，雖然采用大面積天線接收信號(hào)，但接收到的信號(hào)卻十分微弱，所以必須在信號(hào)調(diào)解和數(shù)據(jù)處理之前進(jìn)行信號(hào)放大。因?yàn)樾盘?hào)接收質(zhì)量取決于信噪比，所以為了獲得較高信噪比，需要進(jìn)一步降低地面接收系統(tǒng)的噪聲水平，獲得盡可能高的天線的品質(zhì)因數(shù)G/T值。
[0003]目前，通常采用低溫制冷低噪聲放大器技術(shù)來降低接收系統(tǒng)的噪聲。但因?yàn)榕c低噪聲放大器相連的前級(jí)鏈路的極化器工作在常溫環(huán)境，所以極化器損耗引入的噪聲將直接疊加到接收系統(tǒng)噪聲上，使地面接收系統(tǒng)的噪聲水平提高，進(jìn)而使信號(hào)接收質(zhì)量降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，該冷卻結(jié)構(gòu)裝置能夠使極化器工作在低溫環(huán)境中，在低溫環(huán)境下，極化器損耗引起的等效噪聲溫度會(huì)隨溫度的降低成比例下降，從而降低了地面接收系統(tǒng)的噪聲水平，提高了信號(hào)接收質(zhì)量。 [0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，包括極化器和縫隙波導(dǎo)，所述的縫隙波導(dǎo)包括波導(dǎo)上腔和波導(dǎo)下腔，所述的波導(dǎo)上腔與波導(dǎo)下腔相對(duì)的端口間有縫隙。所述的極化器一端通過導(dǎo)熱帶和制冷機(jī)冷頭固定相連，另一端和波導(dǎo)下腔相對(duì)波導(dǎo)上腔的另一端固定相連。所述的縫隙波導(dǎo)、極化器和制冷機(jī)冷頭位于真空腔內(nèi)。所述的波導(dǎo)上腔與波導(dǎo)下腔相對(duì)的另一端和真空腔固定相連。通過使極化器與制冷機(jī)冷頭相連，可通過導(dǎo)熱帶將制冷機(jī)冷頭上的冷量傳導(dǎo)到極化器上，使極化器工作在低溫環(huán)境下。通過使縫隙波導(dǎo)、極化器和制冷機(jī)冷頭位于真空腔內(nèi)，真空腔能保證腔體內(nèi)低溫環(huán)境的穩(wěn)定性，防止熱量在腔體內(nèi)外的傳遞。
[0006]所述的導(dǎo)熱帶為多片端部壓焊的銅箔。所述的導(dǎo)熱帶為弧形。所述的導(dǎo)熱帶數(shù)量為2個(gè)。具體地說，所述的銅箔厚度范圍為0.15mnT0.25mm，所述的銅箔片數(shù)為4-7片。優(yōu)選的，將5片厚度為0.2mm的銅箔端部壓焊制成導(dǎo)熱帶。通過將5片厚度為0.2mm的銅箔端部壓焊制成導(dǎo)熱帶，既能夠滿足在X波段下使制冷機(jī)冷頭的冷量有效傳遞到極化器，又因其柔性能有效避免外界因素引起的極化器形變，保證極化器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0007]所述的真空腔包括腔體和與腔體固定相連的蓋板。
[0008]所述的縫隙波導(dǎo)外周設(shè)有隔熱筒，所述的隔熱筒一端與腔體內(nèi)壁固定相連，另一端與極化器連有波導(dǎo)下腔的一端固定相連。通過在縫隙波導(dǎo)外周設(shè)有隔熱筒，可以實(shí)現(xiàn)極化器與外界環(huán)境的良好隔熱，保證極化器工作在低溫環(huán)境下。
[0009]所述的波導(dǎo)上腔與所述的蓋板固定相連，所述的波導(dǎo)上腔與所述的蓋板之間設(shè)有密封薄膜。具體地說，所述的密封薄膜為2層，所述的密封薄膜的厚度范圍為
0.07mnT0.08mm。優(yōu)選的,所述的密封薄膜厚度為0.075mm。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)及仿真測試可知，將密封薄膜的厚度設(shè)為0.075mm,能夠使極化器在X波段低溫真空環(huán)境下產(chǎn)生最少的噪聲，從而減少了地面接收系統(tǒng)噪聲的疊加量，提高了地面接收系統(tǒng)的信噪比及接收信號(hào)質(zhì)量。
[0010]所述的密封薄膜與腔體上壁之間設(shè)有密封圈。通過在密封薄膜與真空腔腔體上壁之間設(shè)有密封圈，對(duì)真空腔體的密封性能做了更進(jìn)一步的保證，保證極化器工作在超真空低溫環(huán)境中。
[0011]所述的隔熱筒與極化器之間設(shè)有用于縫隙隔熱的墊片。具體地說，所述的用于縫隙隔熱的墊片為環(huán)形，所述的用于縫隙隔熱的墊片的厚度范圍為0.05mnT0.3mm。通過在隔熱筒與極化器之間設(shè)有用于縫隙隔熱的墊片，可以通過調(diào)節(jié)墊片的厚度及數(shù)量，來調(diào)節(jié)縫隙波導(dǎo)上腔與下腔之間的縫隙距離，使其縫隙距離既能夠滿足信號(hào)低損耗傳輸，又能夠滿足隔熱需求。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)及仿真實(shí)驗(yàn)可知，通過調(diào)節(jié)墊片的厚度及數(shù)量，使波導(dǎo)上腔與波導(dǎo)下腔之間的縫隙距離范圍為0.05mnT0.1_，這樣就既能使極化器在X波段低溫真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)信號(hào)低損耗傳輸，又能實(shí)現(xiàn)有效隔熱，保證低溫環(huán)境穩(wěn)定性。
[0012]根據(jù)無源器件損耗引起的等效噪聲溫度隨溫度降低成比例下降的原理可知，極化器工作在常溫環(huán)境下，縫隙波導(dǎo)的等效噪聲溫度為7K，極化器的等效噪聲溫度為10K，合計(jì)為17K ;極化器工作在20K低溫下，縫隙波導(dǎo)的等效噪聲溫度為7K，極化器的等效噪聲溫度為0.7K，合計(jì)為7.7K。所以可以看出，工作在低溫環(huán)境下的極化器的等效噪聲溫度下降了50%以上，從而可獲得更高的天線品質(zhì)因數(shù)G/T值，提高地面站接收系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)本實(shí)用新型通過真空腔、隔熱筒、縫隙隔熱墊片、導(dǎo)熱帶的相互配合，使極化器工作在真空低溫環(huán)境下，從而降低了極化器的等效噪聲溫度，使天線的品質(zhì)因數(shù)G/T值增大，從而提高了地面接收系統(tǒng)的信號(hào)接收質(zhì)量。
[0015](2)本實(shí)用新型通過將真空腔分為腔體和蓋板，并在蓋板與波導(dǎo)之間設(shè)有密封薄膜，在密封薄膜與腔體上壁之間設(shè)有密封圈，從而保證了真空腔的密封性。這不僅滿足了極化器工作在超真空環(huán)境下的需求，還有利于極化器低溫工作環(huán)境的穩(wěn)定性。
[0016](3)本實(shí)用新型在縫隙波導(dǎo)外周設(shè)有隔熱筒，且在隔熱筒與極化器之間設(shè)有用于縫隙隔熱的墊片。通過在縫隙波導(dǎo)外周設(shè)有隔熱筒，可以實(shí)現(xiàn)極化器與外界環(huán)境的良好隔熱，保證極化器工作在低溫環(huán)境下。通過在隔熱筒與極化器之間設(shè)有用于縫隙隔熱的墊片，可以通過調(diào)節(jié)墊片的厚度及數(shù)量，來調(diào)節(jié)縫隙波導(dǎo)上腔與下腔之間的縫隙距離，使其縫隙距離既能夠滿足信號(hào)低損耗傳輸，又能夠滿足隔熱需求。
[0017](4)本實(shí)用新型采用的導(dǎo)熱帶為多片端部壓焊的銅箔，通過將銅箔端部壓焊制成導(dǎo)熱帶，既能夠滿足在X波段下使制冷機(jī)冷頭的冷量有效傳遞到極化器，又因其柔性能有效避免外界因素引起的極化器形變，保證極化器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0018]綜上所述，本實(shí)用新型所述的冷卻結(jié)構(gòu)裝置能夠使極化器工作在低溫環(huán)境中，在低溫環(huán)境下，極化器損耗引起的等效噪聲溫度會(huì)隨溫度的降低成比例下降，從而降低了地面接收系統(tǒng)的噪聲水平，提高了信號(hào)接收質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]其中:
[0022] 1、蓋板，2、密封薄膜，3、密封圈，4、腔體，5、隔熱筒，6、波導(dǎo)下腔，7、極化器，8、導(dǎo)熱帶，9、制冷機(jī)冷頭，10、波導(dǎo)上腔，11、波導(dǎo)上腔與波導(dǎo)下腔間的縫隙，12、墊片。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0024]如圖1、圖2所示的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，包括極化器7和縫隙波導(dǎo)，所述的縫隙波導(dǎo)包括波導(dǎo)上腔10和波導(dǎo)下腔6，所述的波導(dǎo)上腔10與波導(dǎo)下腔6相對(duì)的端口間有縫隙11。所述的極化器7 —端通過導(dǎo)熱帶8和制冷機(jī)冷頭9固定相連，另一端和波導(dǎo)下腔6相對(duì)波導(dǎo)上腔10的另一端固定相連。所述的縫隙波導(dǎo)、極化器7和制冷機(jī)冷頭9位于真空腔內(nèi)。所述的波導(dǎo)上腔10與波導(dǎo)下腔6相對(duì)的另一端和真空腔固定相連。通過使極化器7與制冷機(jī)冷頭9相連，可通過導(dǎo)熱帶8將制冷機(jī)冷頭9上的冷量傳導(dǎo)到極化器7上，使極化器7工作在低溫環(huán)境下。通過使縫隙波導(dǎo)、極化器7和制冷機(jī)冷頭9位于真空腔內(nèi)，真空腔能保證腔體內(nèi)低溫環(huán)境的穩(wěn)定性，防止熱量在腔體內(nèi)外的傳遞。
[0025]進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)熱帶8為多片端部壓焊的銅箔。所述的導(dǎo)熱帶8為弧形。所述的導(dǎo)熱帶8的數(shù)量為2個(gè)。具體地說，所述的銅箔厚度范圍為0.15mm-0.25mm，所述的銅箔片數(shù)為4-7片。優(yōu)選的，將5片厚度為0.2mm的銅箔端部壓焊制成導(dǎo)熱帶8。通過將5片厚度為0.2mm的銅箔端部壓焊制成導(dǎo)熱帶8，既能夠滿足在X波段下使制冷機(jī)冷頭9的冷量有效傳遞到極化器7，又因其柔性能有效避免外界因素引起的極化器形變，保證極化器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0026]進(jìn)一步的，所述的真空腔包括腔體4和與腔體4固定相連的蓋板I。所述的縫隙波導(dǎo)外周設(shè)有隔熱筒5，所述的隔熱筒5的一端與腔體4的內(nèi)壁固定相連，另一端與極化器7連有波導(dǎo)下腔6的一端固定相連。通過在縫隙波導(dǎo)外周設(shè)有隔熱筒5，可以實(shí)現(xiàn)極化器7與外界環(huán)境的良好隔熱，保證極化器7工作在低溫環(huán)境下。
[0027]進(jìn)一步的，所述的波導(dǎo)上腔6與所述的蓋板I固定相連，所述的波導(dǎo)上腔6與所述的蓋板I之間設(shè)有密封薄膜2。具體地說，所述的密封薄膜2為2層，所述的密封薄膜2的厚度范圍為0.07mnT0.08mm。優(yōu)選的，所述的密封薄膜2的厚度為0.075mm。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)及仿真測試可知，將密封薄膜2的厚度設(shè)為0.075mm,能夠使極化器7在X波段低溫真空環(huán)境下產(chǎn)生最少的噪聲，從而減少了地面接收系統(tǒng)噪聲的疊加量，提高了地面接收系統(tǒng)的信噪比及接收信號(hào)質(zhì)量。
[0028]所述的密封薄膜2與腔體4的上壁之間設(shè)有密封圈3。通過在密封薄膜2與真空腔腔體4的上壁之間設(shè)有密封圈3，對(duì)真空腔體的密封性能做了更進(jìn)一步的保證，保證極化器工作在超真空低溫環(huán)境中。
[0029]更進(jìn)一步的，所述的隔熱筒5與極化器7之間設(shè)有用于縫隙隔熱的墊片12。具體地說，所述的用于縫隙隔熱的墊片12為環(huán)形，所述的用于縫隙隔熱的墊片12的厚度范圍為
0.05mnT0.3mm。通過在隔熱筒5與極化器7之間設(shè)有用于縫隙隔熱的墊片12，可以通過調(diào)節(jié)墊片12的厚度及數(shù)量，來調(diào)節(jié)縫隙波導(dǎo)上腔與下腔之間的縫隙11的距離，使其縫隙11的距離既能夠滿足信號(hào)低損耗傳輸，又能夠滿足隔熱需求。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)及仿真實(shí)驗(yàn)可知，通過調(diào)節(jié)墊片12的厚度及數(shù)量，使波導(dǎo)上腔6與波導(dǎo)下腔10之間的縫隙11的距離范圍為0.05mnT0.lmm,這樣就既能使極化器在X波段低溫真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)信號(hào)低損耗傳輸，又能實(shí)現(xiàn)有效隔熱，保證低溫環(huán)境穩(wěn)定性。
[0030]本實(shí)用新型的具體使用過程如下:
[0031]根據(jù)無源器件損耗引起的等效噪聲溫度隨溫度降低成比例下降的原理可知，極化器工作在常溫環(huán)境下，縫隙波導(dǎo)的等效噪聲溫度為7K，極化器的等效噪聲溫度為10K，合計(jì)為17K ;極化器工作在20K低溫下，縫隙波導(dǎo)的等效噪聲溫度為7K，極化器的等效噪聲溫度為0.7K，合計(jì)為7.7K。所以可以看出，工作在低溫環(huán)境下的極化器的等效噪聲溫度下降了50%以上，從而可獲得更高的天線品質(zhì)因數(shù)G/T值，提高地面站接收系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量。
[0032]如圖2所示，首先將波導(dǎo)下腔6與極化器7的上端固定到一起，同時(shí)使環(huán)形墊片12夾在極化器7與隔熱筒5之間，用螺釘將其固定成一個(gè)整體，再將這個(gè)整體固定到腔體4的內(nèi)壁上。其次，將雙層密封薄膜2和密封圈3夾在蓋板I與波導(dǎo)上腔10之間，用螺釘將其固定成一個(gè)整體，再將這個(gè)整體從真空腔腔體4上方的圓孔放入，用螺釘將這個(gè)整體與腔體4固定到一起。此時(shí)要保證波導(dǎo)上腔10與波導(dǎo)下腔6的端口要對(duì)齊。再次，用螺釘將導(dǎo)熱帶8與制冷機(jī)冷頭9和極化器7固定到一起。
[0033]綜上所述，本實(shí)用新型所述的冷卻結(jié)構(gòu)裝置能夠使極化器工作在低溫環(huán)境中，在低溫環(huán)境下，極化器損耗引起的等效噪聲溫度會(huì)隨溫度的降低成比例下降，從而降低了地面接收系統(tǒng)的噪聲水平，提高了信號(hào)接收質(zhì)量。
[0034]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，包括極化器和縫隙波導(dǎo)，所述的縫隙波導(dǎo)包括波導(dǎo)上腔和波導(dǎo)下腔，所述的波導(dǎo)上腔與波導(dǎo)下腔相對(duì)的端口間有縫隙，其特征在于:所述的極化器一端通過導(dǎo)熱帶和制冷機(jī)冷頭固定相連，另一端和波導(dǎo)下腔相對(duì)波導(dǎo)上腔的另一端固定相連；所述的縫隙波導(dǎo)、極化器和制冷機(jī)冷頭位于真空腔內(nèi)；所述的波導(dǎo)上腔與波導(dǎo)下腔相對(duì)的另一端和真空腔固定相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)熱帶為多片端部壓焊的銅箔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于:所述的真空腔包括腔體和與腔體固定相連的蓋板。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于:所述的銅箔厚度范圍為0.15mnT0.25mm，所述的銅箔片數(shù)為4?7片。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于:所述的縫隙波導(dǎo)外周設(shè)有隔熱筒，所述的隔熱筒一端與腔體內(nèi)壁固定相連，另一端與極化器連有波導(dǎo)下腔的一端固定相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于:所述的波導(dǎo)上腔與所述的蓋板固定相連，所述的波導(dǎo)上腔與所述的蓋板之間設(shè)有密封薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于:所述的隔熱筒與極化器之間設(shè)有用于縫隙隔熱的墊片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于:所述的密封薄膜為2層，所述的密封薄膜的厚度范圍為0.07mnT0.08mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于:所述的密封薄膜與腔體上壁之間設(shè)有密封圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種X波段制冷極化器冷卻結(jié)構(gòu)裝置，其特征在于:所述的用于縫隙隔熱的墊片為環(huán)形，所述的用于縫隙隔熱的墊片的厚度范圍為0.05mnT0.3mm。
【文檔編號(hào)】H01P1/30GK203707301SQ201320858559
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】賈黎, 王生旺, 王志杰, 汪名峰, 史亞彬 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第十六研究所