微波源系统的热控设计：冷却微波功率管和发热元器件

空间大功率微波源系统热设计的目的是降低发热元器件的热点温度、控制和调节设备内的温度，给微波源提供一个适宜的工作环境，以提高微波源工作的稳定性和可靠性，提高适应空间恶劣环境的能力，并延长贵重元器件的寿命。由于微波管的热量密度大，因此其热设计是空间大功率微波源系统结构设计的重点之一。如何通过对微波功率管、发热元器件进行冷却，保证微波源及其元器件工作在允许的温度范围内，是热控系统需要重点解决的问题。

空间大功率微波源系统的冷却方式主要根据各分系统的发热密度数值来选择，其次是根据微波源的工作状态、结构复杂性、空间或功耗大小、环境条件及可行性，综合考虑各方面的因素，使其既能满足热设计的要求，又能达到电气性能指标，所用的代价最小、结构紧凑、工作可靠。

初级源系统是一个长期稳定工作的系统单元，其长期工作产生的热量通过一定的散热措施进行外部空间辐射，达到热平衡状态。而微波管和脉冲调制器是短时大功率工作的，瞬时能耗很大，因此，空间大功率微波源系统的热源主要集中在微波管和脉冲调制器上。(www.xing528.com)

如前所述，空间大功率微波源系统一般选用速调管作为微波源核心器件，其高频转换效率一般在30%～50%，剩余的电源功率将绝大部分转化成热量。速调管的功耗主要来自收集极，其次来自管体和输出窗，需要采取相应的措施进行散热，否则会影响速调管输出微波的性能，从而影响整个空间加速器的性能。具体的热控措施将在后面章节详细介绍。

脉冲调制器包括灯丝电源组件、调制器组件和高压整流组件等。灯丝电源组件功耗主要集中在电阻、高压开关变压器上；调制器组件功耗主要集中在充/放电回路的各元器件上；高压整流组件的功耗集中在电源变压器、电感和整流桥上。通过采用热管导热、相变材料吸热等热控措施，降低脉冲调制器局部器件的热量，保证脉冲调制器的正常工作。