FR2765727A1

FR2765727A1 - Thermal radiator cooling mechanism for satellite travelling wave tubes

Info

Publication number: FR2765727A1
Application number: FR9808460A
Authority: FR
Inventors: Hideichi Kubo
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 1999-01-08
Also published as: JPH1125869A; JP3067699B2

Abstract

The thermal radiator cooling mechanism has a cap shaped section (41), with an inner that fits over the Travelling Wave Tube end to be cooled and with the section bending back on itself to form a double wall. The section has an open end (1D) and closed end (1C). The shape optimises the three dimensional surface area presented for cooling.

Description

RADIATEUR THERMIQUE UTILISE POUR REFROIDIR UN TUBE A
ONDE PROGRESSIVE PAR UN RAYONNEMENT THERMIQUE
CONTEXTE DE L'INVENTION
Domaine de l'invention
La présente invention concerne le rayonnement thermique du collecteur dans un tube à onde progressive qui est un tube hyperfréquence et plus particulièrement un radiateur thermique utilisé pour refroidir un tube à onde progressive de forte puissance qui doit être monté sur un satellite.HEAT RADIATOR USED TO COOL A TUBE
PROGRESSIVE WAVE THERMAL RADIATION
BACKGROUND OF THE INVENTION
Field of the invention
The present invention relates to the thermal radiation of the collector in a traveling wave tube which is a microwave tube and more particularly a thermal radiator used to cool a traveling wave tube of high power which is to be mounted on a satellite.

DESCRIPTION DE L'ART ANTERIEUR
La figure 1 illustre un exemple de tube à onde progressive à refroidir par un rayonnement thermique qui a été largement employé. Le tube à onde progressive illustré se compose de trois parties : un canon à électrons 28, un circuit à onde lente 29 et un collecteur 30.DESCRIPTION OF THE PRIOR ART
Figure 1 illustrates an example of a traveling wave tube to be cooled by thermal radiation which has been widely used. The traveling wave tube illustrated consists of three parts: an electron gun 28, a slow wave circuit 29 and a collector 30.

Le canon à électrons 28 se compose d'une cathode 23 permettant d'émettre des faisceaux d'électrons, d'un dispositif de chauffage 24 permettant de chauffer la cathode 23 jusqu'à une température d'environ 1000 degrés centigrades, d'une anode 21 située en face de la cathode 23, d'une électrode de wehnelt 22 pour focaliser les faisceaux d'électrons émis depuis la cathode 23 en faisceaux d'électrons plus étroits et d'un tuyau d'échappement 25. The electron gun 28 consists of a cathode 23 making it possible to emit electron beams, a heating device 24 making it possible to heat the cathode 23 to a temperature of approximately 1000 degrees centigrade, a anode 21 located opposite cathode 23, a wehnelt electrode 22 for focusing the electron beams emitted from cathode 23 into narrower electron beams and an exhaust pipe 25.

Une tension d'environ deux kilovolts est fournie à la cathode 23 et à l'anode 21 afin d'accélérer ainsi les faisceaux d'électrons émis depuis la cathode 23. A voltage of about two kilovolts is supplied to the cathode 23 and to the anode 21 in order to thus accelerate the electron beams emitted from the cathode 23.

L'air est expulsé du tube à onde progressive par l'intermédiaire du tuyau d'échappement 25 lors de sa construction afin d'y faire le vide à une pression d'environ 1,333.10 Pa (10-9 Torr) . Ensuite le tuyau d'échappement 25 est écrasé pour ainsi sceller hermétiquement le tube à onde progressive.The air is expelled from the traveling wave tube via the exhaust pipe 25 during its construction in order to evacuate it at a pressure of approximately 1.333.10 Pa (10-9 Torr). Then the exhaust pipe 25 is crushed to thereby hermetically seal the traveling wave tube.

Le circuit à onde lente 29 est intercalé entre le canon à électrons 28 et une plaque de support du collecteur 3 à laquelle est connecté un boîtier 14. Le canon à électrons 28 et le circuit à onde lente 29 sont insérés dans le boîtier 14. Le circuit à onde lente 29 comprend plusieurs aimants de forme annulaire 13, des pièces polaires 12 intercalées entre les aimants de forme annulaire adjacents 13, une fenêtre d'entrée 16, une ligne d'entrée 15 s'étendant dans la fenêtre d'entrée 16, une fenêtre de sortie 10, une ligne de sortie 11 s'étendant dans la fenêtre de sortie 10 et une hélice 17 connectée au niveau de ses extrémités opposées sur les lignes d'entrée et de sortie 15 et 11. The slow wave circuit 29 is interposed between the electron gun 28 and a collector support plate 3 to which a housing 14 is connected. The electron gun 28 and the slow wave circuit 29 are inserted in the housing 14. The slow wave circuit 29 comprises several annular magnets 13, pole pieces 12 interposed between the adjacent annular magnets 13, an entry window 16, an entry line 15 extending into the entry window 16 , an outlet window 10, an outlet line 11 extending into the outlet window 10 and a propeller 17 connected at its opposite ends on the inlet and outlet lines 15 and 11.

Le canon à électrons 28 émet des faisceaux d'électrons (non illustrés) qui passent à l'intérieur de l'hélice 17. Tandis que les faisceaux d'électrons ainsi émis passent à l'intérieur de l'hélice 17, les faisceaux d'électrons interagissent avec une onde lente introduite dans l'hélice 17 par l'intermédiaire de la ligne d'entrée 15. En conséquence, l'énergie cinétique des faisceaux d'électrons est utilisée pour amplifier l'onde lente. The electron gun 28 emits electron beams (not shown) which pass inside the propeller 17. While the electron beams thus emitted pass inside the propeller 17, the beams d electrons interact with a slow wave introduced into the propeller 17 via the input line 15. Consequently, the kinetic energy of the electron beams is used to amplify the slow wave.

L'onde lente ainsi amplifiée est émise à l'extérieur par la ligne de sortie 11. Les faisceaux d'électrons avec lesquels l'onde lente a interagi (désignés ci-dessous sous le nom de "faisceau utilisé") sont capturés dans le collecteur 30. The slow wave thus amplified is emitted outside by the output line 11. The electron beams with which the slow wave interacted (designated below by the name of "used beam") are captured in the collector 30.

Les multiples aimants de forme annulaire 13 et les pièces polaires 12 intercalés entre les aimants adjacents 13 constituent un appareil de focalisation de champ magnétique périodique qui génère un champ magnétique alternatif. Les faisceaux d'électrons sont focalisés par le champ magnétique alternatif afin d'empêcher que les faisceaux d'électrons ne soient diffusés en raison de la force de répulsion contenue dans les faisceaux d'électrons. The multiple annular magnets 13 and the pole pieces 12 interposed between the adjacent magnets 13 constitute a periodic magnetic field focusing apparatus which generates an alternating magnetic field. The electron beams are focused by the alternating magnetic field to prevent the electron beams from being scattered due to the repulsive force contained in the electron beams.

Le collecteur 30 est conçu pour présenter une structure à quatre étages. C'est-à-dire que le collecteur 30 comprend quatre électrodes collectrices 4, 5, 6 et 7 empilées sur une plaque de base 20 entre lesquelles sont intercalés des isolants 9. Les quatre électrodes collectrices 4, 5, 6 et 7 sont insérées avec les isolants 9 dans une boite collectrice 19. The collector 30 is designed to present a structure with four stages. That is to say that the collector 30 comprises four collecting electrodes 4, 5, 6 and 7 stacked on a base plate 20 between which are insulated insulators 9. The four collecting electrodes 4, 5, 6 and 7 are inserted with the insulators 9 in a manifold 19.

Le faisceau utilisé comprend des électrons présentant diverses vitesses. Afin de diminuer autant que possible la quantité de chaleur générée par collision des faisceaux d'électrons avec les électrodes collectrices 4, 5, 6 et 7, les tensions sont délivrées aux électrodes collectrices 4, 5, 6 et 7 en fonction des vitesses des faisceaux d'électrons de telle sorte que les électrons se posent en douceur sur les électrodes collectrices 4, 5, 6 et 7. The beam used includes electrons with various speeds. In order to reduce as much as possible the amount of heat generated by collision of the electron beams with the collecting electrodes 4, 5, 6 and 7, the voltages are delivered to the collecting electrodes 4, 5, 6 and 7 according to the speeds of the beams of electrons so that the electrons are gently placed on the collecting electrodes 4, 5, 6 and 7.

Par conséquent il vaut mieux que le collecteur 30 ait le plus grand nombre possible d'électrodes collectrices. Cependant, afin de simplifier la structure du collecteur 30, le collecteur 30 est conçu habituellement pour présenter de deux à quatre électrodes collectrices. Le collecteur illustré 30 est conçu pour présenter les quatre électrodes collectrices 4, 5, 6 et 7. Une tension supérieure est appliquée sur les électrodes collectrices 4, 5, 6 et 7 situées le plus près du canon à électrons 28. Les électrodes collectrices 4, 5, 6 et 7 sont isolées les unes des autres par des isolants 9. La chaleur générée dans les électrodes collectrices 4, 5, 6 et 7 est conduite jusqu'à la boîte collectrice 19 à travers un isolant 9a. La chaleur est rayonnée dans l'espace par la boite collectrice 19. La boîte collectrice 19 est traitée en surface pour présenter une forte émissivité thermique de 0,8 ou plus au niveau de sa surface extérieure. Consequently, it is better for the collector 30 to have the greatest possible number of collecting electrodes. However, in order to simplify the structure of the collector 30, the collector 30 is usually designed to present from two to four collecting electrodes. The illustrated collector 30 is designed to present the four collecting electrodes 4, 5, 6 and 7. A higher voltage is applied to the collecting electrodes 4, 5, 6 and 7 located closest to the electron gun 28. The collecting electrodes 4 , 5, 6 and 7 are isolated from each other by insulators 9. The heat generated in the collecting electrodes 4, 5, 6 and 7 is conducted to the collecting box 19 through an insulator 9a. The heat is radiated into space by the manifold 19. The manifold 19 is treated on the surface to have a high thermal emissivity of 0.8 or more at its outer surface.

Si la chaleur susmentionnée générée dans le collecteur 30 est conduite jusqu'au circuit à onde lente 29, le circuit à onde lente 29 est chauffé de manière indésirable avec pour conséquence que les faisceaux d'électrons émis par le canon à électrons 28 ne peuvent pas passer de manière stable dans l'hélice 17. Par conséquent, afin d'empêcher la chaleur d'être conduite jusqu'au circuit à onde lente 29, le collecteur 30 est conçu pour être connecté à la plaque de support du collecteur 3 par l'intermédiaire d'un soufflet 18a et de plusieurs cylindres métalliques à paroi fine 18b. If the aforementioned heat generated in the collector 30 is conducted to the slow wave circuit 29, the slow wave circuit 29 is undesirably heated with the consequence that the electron beams emitted by the electron gun 28 cannot pass stably through the propeller 17. Therefore, in order to prevent heat from being conducted to the slow wave circuit 29, the collector 30 is designed to be connected to the collector support plate 3 by l 'through a bellows 18a and several thin-walled metal cylinders 18b.

Le collecteur 30 présentant une structure telle que celle susmentionnée est utilisé pour un tube à onde progressive P délivrant une puissance élevée dans la gamme comprise entre 130 W et 200 W ou davantage. Comme l'illustre la figure 2, le tube à onde progressive P comprenant le collecteur 30 est monté sur un satellite
G à lancer dans l'espace. Seuls deux ou trois tubes à onde progressive P ont été montés sur le satellite G afin de réduire la charge thermique du satellite G même si on augmente légèrement le poids du satellite. Par exemple, le tube à onde progressive illustré sur la figure 1 a un poids d'environ 3 kg. The collector 30 having a structure such as that mentioned above is used for a traveling wave tube P delivering a high power in the range between 130 W and 200 W or more. As illustrated in FIG. 2, the traveling wave tube P comprising the collector 30 is mounted on a satellite
G to launch into space. Only two or three traveling wave tubes P have been mounted on the satellite G in order to reduce the thermal load of the satellite G even if the weight of the satellite is slightly increased. For example, the traveling wave tube illustrated in Figure 1 has a weight of approximately 3 kg.

Cependant, étant donné qu'on a augmenté ces derniers temps la taille des satellites et leur capacité, on a monté sur un satellite G entre vingt et trente tubes à onde progressive P comme l'illustre la figure 3. Chacun des tubes à onde progressive P délivre une puissance relativement faible, de manière spécifique environ 100 W. Cependant, lorsqu'un grand nombre de tubes à onde progressive P sont montés sur un satellite G, la charge thermique du satellite G augmente. Dans ces circonstances, il est nécessaire de mettre au point un nouveau tube à onde progressive de faible poids. However, given that the size of the satellites and their capacity have been increased in recent times, one has mounted on a satellite G between twenty and thirty traveling wave tubes P as illustrated in FIG. 3. Each of the traveling wave tubes P delivers a relatively low power, specifically around 100 W. However, when a large number of traveling wave tubes P are mounted on a satellite G, the thermal load of the satellite G increases. In these circumstances, it is necessary to develop a new low-weight traveling wave tube.

Pour répondre à ce besoin, il existe divers tubes à onde progressive présentant un radiateur thermique permettant de refroidir un collecteur en y amenant un rayonnement thermique comme décrit dans ce qui suit. To meet this need, there are various traveling wave tubes having a thermal radiator making it possible to cool a collector by bringing thermal radiation to it as described in the following.

La figure 4A est une vue en perspective illustrant un collecteur présenté dans la publication de brevet japonais non examiné NO 1-134838 publiée le 26 mai 1989 et utilisé pour un tube à onde progressive présentant un radiateur thermique de type à ailettes et la figure 4B est une vue en coupe transversale le long de la ligne IVB-IVB sur la figure 4A. Le radiateur thermique illustré est positionné autour d'un collecteur 30 et comprend une plaque de réflexion thermique 2 et plusieurs ailes 26 s'étendant chacune dans le sens radial du collecteur 30. La chaleur est amenée jusqu'aux ailes 26 depuis le collecteur 30 et rayonnée dans le sens radial du collecteur 30 par le biais des ailes 26. Figure 4A is a perspective view illustrating a manifold shown in Japanese Unexamined Patent Publication NO 1-134838 published May 26, 1989 and used for a traveling wave tube having a fin type heat sink and Figure 4B is a cross-sectional view along the line IVB-IVB in Figure 4A. The illustrated thermal radiator is positioned around a collector 30 and comprises a thermal reflection plate 2 and several wings 26 each extending in the radial direction of the collector 30. The heat is brought to the wings 26 from the collector 30 and radiated in the radial direction of the manifold 30 through the wings 26.

La figure 5A est une vue en perspective illustrant un collecteur utilisé pour un tube à onde progressive présentant un radiateur thermique de type conique et la figure SE est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne VB-VB sur la figure 5A. Le radiateur thermique illustré est positionné autour d'un collecteur 30 et comprend une plaque de réflexion thermique 2 et plusieurs plaques de rayonnement thermique en forme de cône 27. La chaleur est amenée jusqu'aux plaques de rayonnement thermique en forme de cône 27 depuis le collecteur 30 et est rayonnée dans le sens axial plutôt que dans le sens radial des plaques de rayonnement thermique en forme de cône 27. Figure 5A is a perspective view illustrating a manifold used for a traveling wave tube having a conical type heat sink and Figure SE is a cross-sectional view taken along the line VB-VB in Figure 5A. The thermal radiator illustrated is positioned around a collector 30 and comprises a thermal reflection plate 2 and several cone-shaped thermal radiation plates 27. The heat is supplied to the cone-shaped thermal radiation plates 27 from the collector 30 and is radiated in the axial direction rather than in the radial direction of the cone-shaped thermal radiation plates 27.

Les tubes à onde progressive classiques tels qu'illustré sur les figures 4A à 5B sont caractérisés en ce que la chaleur générée dans le collecteur est conduite jusqu'à un radiateur thermique et en ce qu'un radiateur thermique est conçu pour se positionner autour du collecteur afin d'entrer en contact intime avec la surface extérieure du collecteur. En concevant un radiateur thermique de cette manière, il est possible de réduire le poids d'un tube à onde progressive. Par exemple le tube à onde progressive illustré sur les figures 4A et 4B pèse environ 1 kg. The conventional traveling wave tubes as illustrated in FIGS. 4A to 5B are characterized in that the heat generated in the collector is led to a thermal radiator and in that a thermal radiator is designed to be positioned around the collector to come into intimate contact with the exterior surface of the collector. By designing a heat sink in this way, it is possible to reduce the weight of a traveling wave tube. For example, the traveling wave tube illustrated in Figures 4A and 4B weighs approximately 1 kg.

Cependant, bien que les tubes à onde progressive classiques offrent comme avantage de présenter un poids réduit, ils connaissent les problèmes suivants. However, although conventional traveling wave tubes have the advantage of being reduced in weight, they experience the following problems.

Le problème du radiateur thermique de type à ailettes illustré sur les figures 4A et 4B est que, si plusieurs radiateurs thermiques de type à ailettes sont montés sur un satellite à proximité les uns des autres, il se produit des interférences thermiques entre les tubes à onde progressive adjacents, ce qui a pour conséquence que le collecteur est chauffé. En outre, étant donné que la chaleur est rarement rayonnée dans le sens axial, le radiateur thermique de type à ailettes peut avoir une faible émissivité thermique. The problem of the fin type heat sink illustrated in Figures 4A and 4B is that, if multiple fin type heat sinks are mounted on a satellite in close proximity to each other, thermal interference occurs between the wave tubes progressive adjacent, which has the consequence that the collector is heated. In addition, since heat is rarely radiated in the axial direction, the fin type heat sink may have low thermal emissivity.

Au contraire, dans le radiateur thermique illustré sur les figures 5A et 5B, la chaleur est rarement rayonnée dans le sens radial. La quasi totalité de la chaleur est rayonnée dans le sens axial. En conséquence, le radiateur thermique peut avoir une faible émissivité thermique. En outre, si une plus grande quantité de chaleur doit être rayonnée, les plaques de rayonnement thermique en forme de cône 27 doivent être conçues pour présenter un diamètre plus important pour agrandir leur zone de rayonnement thermique. Ceci a pour effet d'augmenter le poids du radiateur thermique, ce qui entraîne également un problème de résistance mécanique des plaques de rayonnement thermique en forme de cône 27. On the contrary, in the thermal radiator illustrated in FIGS. 5A and 5B, the heat is rarely radiated in the radial direction. Almost all of the heat is radiated in the axial direction. As a result, the heat sink may have low thermal emissivity. In addition, if more heat is to be radiated, the cone-shaped heat radiation plates 27 should be designed to have a larger diameter to enlarge their area of heat radiation. This has the effect of increasing the weight of the thermal radiator, which also causes a problem of mechanical resistance of the cone-shaped thermal radiation plates 27.

RESUME DE L'INVENTION
Etant donné les problèmes précédents des radiateurs thermiques classiques utilisés pour un tube à onde progressive, un objet de la présente invention est de proposer un radiateur thermique utilisé pour refroidir le collecteur dans un tube à onde progressive, ce qui permet d'améliorer son émissivité thermique, de réduire son poids et d'avoir une résistance mécanique suffisante pour être monté sur un satellite.SUMMARY OF THE INVENTION
Given the previous problems of conventional thermal radiators used for a traveling wave tube, an object of the present invention is to provide a thermal radiator used to cool the collector in a traveling wave tube, which improves its thermal emissivity , reduce its weight and have sufficient mechanical strength to be mounted on a satellite.

On propose un radiateur thermique utilisé pour refroidir un tube à onde progressive par un rayonnement thermique généré au niveau du collecteur du tube à onde progressive dans l'espace, caractérisé en ce que le radiateur thermique présente une construction à double paroi avec une extrémité fermée et une extrémité ouverte, afin d'augmenter dans les trois dimensions la zone de rayonnement thermique. A thermal radiator is used which is used to cool a traveling wave tube by thermal radiation generated at the collector of the traveling wave tube in space, characterized in that the thermal radiator has a double wall construction with a closed end and an open end, in order to increase the area of thermal radiation in three dimensions.

On propose également un radiateur thermique utilisé pour refroidir un tube à onde progressive par un rayonnement thermique généré au niveau du collecteur du tube à onde progressive dans l'espace, caractérisé par un tube intérieur entrant en contact avec la surface extérieure du collecteur du tube à onde progressive et un tube extérieur espacé du tube intérieur et en coopération avec le tube intérieur afin de former une construction à double paroi présentant une extrémité fermée et une extrémité ouverte pour augmenter dans les trois dimensions la zone de rayonnement thermique du radiateur thermique. A thermal radiator is also proposed, used to cool a traveling wave tube by thermal radiation generated at the collector of the traveling wave tube in space, characterized by an inner tube coming into contact with the outer surface of the collector of the traveling tube. traveling wave and an outer tube spaced from the inner tube and in cooperation with the inner tube to form a double wall construction having a closed end and an open end to increase the area of thermal radiation of the heat sink in three dimensions.

Conformément à la présente invention, on propose un radiateur thermique à utiliser pour le collecteur d'un tube à onde progressive, dont le poids est considérablement réduit et l'émissivité thermique et la résistance mécanique améliorées. According to the present invention, a thermal radiator is proposed to be used for the collector of a traveling wave tube, the weight of which is considerably reduced and the thermal emissivity and mechanical resistance improved.

En outre, le radiateur thermique conformément à la présente invention est d'une structure simplifiée par rapport aux radiateurs thermiques classiques et peut être fabriqué en un temps moins long et à moindre coût. In addition, the heat radiator according to the present invention is of a simplified structure compared to conventional thermal radiators and can be produced in less time and at lower cost.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un tube à onde progressive classique comprenant un collecteur ;
la figure 2 est une vue en perspective illustrant un satellite sur lequel sont montés deux ou trois tubes à onde progressive classiques
la figure 3 est une vue en perspective illustrant un satellite sur lequel sont montés un grand nombre de tubes à onde progressive classiques
la figure 4A est une vue en perspective d'un radiateur thermique classique utilisé pour le collecteur d'un tube à onde progressive
la figure 4B est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne IVB-IVB sur la figure 4A
la figure 5A est une vue en perspective d'un autre radiateur thermique classique utilisé pour le collecteur d'un tube à onde progressive ;
la figure 5B est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne VB-VB sur la figure 5A
la figure 6A est une vue en perspective illustrant un radiateur thermique utilisé pour le collecteur d'un tube à onde progressive conformément au premier mode de réalisation de la présente invention
la figure 6B est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne VIB-VIB sur la figure 6A
la figure 7A est une vue en perspective illustrant un radiateur thermique utilisé pour le collecteur d'un tube à onde progressive, conformément au deuxième mode de réalisation de la présente invention ;
la figure 7B est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne VIIB-VIIB sur la figure 7A
la figure 8 est une vue en perspective illustrant un radiateur thermique utilisé pour le collecteur d'un tube à onde progressive, conformément au troisième mode de réalisation de la présente invention ;
la figure 9 est une vue en perspective illustrant un radiateur thermique utilisé pour le collecteur d'un tube à onde progressive, conformément au quatrième mode de réalisation de la présente invention.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description below, made with reference to the accompanying drawings, in which
Figure 1 is a cross-sectional view of a conventional traveling wave tube comprising a manifold;
Figure 2 is a perspective view illustrating a satellite on which are mounted two or three conventional traveling wave tubes
Figure 3 is a perspective view illustrating a satellite on which are mounted a large number of conventional traveling wave tubes
FIG. 4A is a perspective view of a conventional thermal radiator used for the collector of a traveling wave tube
Figure 4B is a cross-sectional view taken along the line IVB-IVB in Figure 4A
FIG. 5A is a perspective view of another conventional thermal radiator used for the collector of a traveling wave tube;
Figure 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB in Figure 5A
FIG. 6A is a perspective view illustrating a thermal radiator used for the collector of a traveling wave tube according to the first embodiment of the present invention
Figure 6B is a cross-sectional view taken along the line VIB-VIB in Figure 6A
FIG. 7A is a perspective view illustrating a thermal radiator used for the collector of a traveling wave tube, in accordance with the second embodiment of the present invention;
Figure 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIB-VIIB in Figure 7A
FIG. 8 is a perspective view illustrating a thermal radiator used for the collector of a traveling wave tube, in accordance with the third embodiment of the present invention;
Figure 9 is a perspective view illustrating a heat sink used for the collector of a traveling wave tube, in accordance with the fourth embodiment of the present invention.

DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Premier mode de réalisation
Les figures 6A et 6B illustrent un radiateur thermique conformément au premier mode de réalisation de la présente invention.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
First embodiment
Figures 6A and 6B illustrate a heat sink in accordance with the first embodiment of the present invention.

Le radiateur thermique 1 est positionné autour d'un collecteur 40 et est fixé sur une plaque de réflexion thermique 42 qui est montée sur une plaque 43 de support du collecteur. Le collecteur 40 comprend quatre électrodes collectrices 44, 45, 46 et 47 qui sont isolées les unes par rapport aux autres par des isolants 49. L'électrode collectrice 47 située le plus loin possible du circuit à onde lente est enrobée d'un revêtement collecteur 48. The thermal radiator 1 is positioned around a collector 40 and is fixed to a thermal reflection plate 42 which is mounted on a plate 43 for supporting the collector. The collector 40 comprises four collector electrodes 44, 45, 46 and 47 which are insulated from each other by insulators 49. The collector electrode 47 located as far as possible from the slow wave circuit is coated with a collector coating 48.

Adjacent au collecteur 40 est positionné un circuit à onde lente qui n' est pas décrit en détail car il présente la même structure que le circuit à onde lente 29 illustré sur la figure 1. Adjacent to the collector 40 is positioned a slow wave circuit which is not described in detail since it has the same structure as the slow wave circuit 29 illustrated in FIG. 1.

Le radiateur thermique 1 conformément au présent mode de réalisation se compose d'un matériau présentant une forte conductivité thermique et de forme cylindrique. Le radiateur thermique 1 est utilisé pour refroidir un tube à onde progressive par un rayonnement thermique généré au niveau du collecteur 40 du tube à onde progressive dans l'espace. The thermal radiator 1 in accordance with this embodiment consists of a material having a high thermal conductivity and of cylindrical shape. The thermal radiator 1 is used to cool a traveling wave tube by thermal radiation generated at the collector 40 of the traveling wave tube in space.

Le radiateur thermique 1 comprend un tube intérieur 1A et un tube extérieur 1B espacé du tube intérieur 1A et en coopération avec le tube intérieur 1A afin de former ainsi une construction à double paroi présentant une extrémité fermée 1C et une extrémité ouverte 1D. Comme l'illustre la figure 6B, le tube extérieur 1B présente une plus grande hauteur que le tube intérieur 1A. The heat sink 1 includes an inner tube 1A and an outer tube 1B spaced from the inner tube 1A and in cooperation with the inner tube 1A to thereby form a double wall construction having a closed end 1C and an open end 1D. As illustrated in FIG. 6B, the outer tube 1B has a greater height than the inner tube 1A.

Le tube intérieur 1A entre en contact avec la surface extérieure du collecteur 40 du tube à onde progressive. Le tube extérieur 1B est formé d'un seul tenant avec le tube intérieur 1A. De manière spécifique, le tube extérieur 1B est formé en pliant le tube intérieur 1A au niveau d'une de ses extrémités de telle sorte que l'extrémité fermée 1C présente une partie incurvée entre le tube intérieur 1A et le tube extérieur 1B. The inner tube 1A comes into contact with the outer surface of the collector 40 of the traveling wave tube. The outer tube 1B is formed integrally with the inner tube 1A. Specifically, the outer tube 1B is formed by bending the inner tube 1A at one of its ends so that the closed end 1C has a curved portion between the inner tube 1A and the outer tube 1B.

Le tube extérieur 1B est conçu pour présenter une surface extérieure effilée ayant un angle aigu de 20 degrés environ. En outre, le tube extérieur 1B est formé au niveau de son extrémité ouverte 1D de plusieurs découpes semi-circulaires 1E. Par conséquent, le tube extérieur 1B est fixé sur la plaque de réflexion thermique 42 au niveau de plusieurs de ses parties périphériques. The outer tube 1B is designed to have a tapered outer surface having an acute angle of about 20 degrees. In addition, the outer tube 1B is formed at its open end 1D of several semi-circular cuts 1E. Consequently, the outer tube 1B is fixed to the thermal reflection plate 42 at several of its peripheral parts.

Dans le présent mode de réalisation, le tube extérieur 1B est soudé ou brasé sur la plaque de réflexion thermique 42 de telle sorte que la zone de soudure ou de brasage soit minimisée afin d'empêcher que la chaleur amenée jusqu'au tube extérieur 1B ne soit conduite plus loin jusqu'à la plaque de support 43 du collecteur. In the present embodiment, the outer tube 1B is welded or brazed to the thermal reflection plate 42 so that the soldering or brazing area is minimized in order to prevent the heat supplied to the outer tube 1B from is driven further to the support plate 43 of the collector.

Le tube extérieur 1B est traité en surface pour améliorer l'émissivité thermique. Par exemple, le tube extérieur 1B est enrobé d'un revêtement céramique dans le présent mode de réalisation. The outer tube 1B is surface treated to improve thermal emissivity. For example, the outer tube 1B is coated with a ceramic coating in the present embodiment.

Conformément au radiateur thermique 1 illustré sur les figures 6A et 6B, il est possible de rayonner la chaleur qui est conduite jusqu'au radiateur thermique 1 depuis le collecteur 40, à la fois dans le sens radial et axial d'une manière bien équilibrée étant donné que le tube 1B a une forme effilée. En conséquence, on peut améliorer l'émissivité thermique. In accordance with the thermal radiator 1 illustrated in FIGS. 6A and 6B, it is possible to radiate the heat which is conducted to the thermal radiator 1 from the collector 40, both in the radial and axial direction in a well balanced manner being since the tube 1B has a tapered shape. As a result, thermal emissivity can be improved.

En outre, étant donné que le tube extérieur 1B est soudé ou brasé sur la plaque de réflexion thermique 42, on peut améliorer la résistance mécanique du radiateur thermique 1. In addition, since the outer tube 1B is welded or brazed to the thermal reflection plate 42, the mechanical resistance of the thermal radiator 1 can be improved.

Second mode de réalisation
Les figures 7A et 7B illustrent un radiateur thermique 50 conformément au deuxième mode de réalisation de la présente invention.Second embodiment
Figures 7A and 7B illustrate a heat sink 50 according to the second embodiment of the present invention.

Dans le présent mode de réalisation, le radiateur thermique est inséré autour du collecteur 40 dans une direction opposée à celle du premier mode de réalisation illustré sur les figures 6A et 6B. Le radiateur thermique 50 est en effet soudé ou brasé au niveau de son extrémité fermée 1C sur la plaque de réflexion thermique 42 et l'extrémité ouverte 1D est dirigée vers l'extérieur. In the present embodiment, the heat radiator is inserted around the collector 40 in a direction opposite to that of the first embodiment illustrated in FIGS. 6A and 6B. The thermal radiator 50 is in fact welded or brazed at its closed end 1C on the thermal reflection plate 42 and the open end 1D is directed towards the outside.

Conformément au radiateur thermique 50, la chaleur amenée jusqu'au radiateur thermique 50 est rayonnée à la fois par les surfaces extérieure et intérieure du tube extérieur 1B, ce qui assure une émissivité thermique améliorée. Afin de garantir la résistance mécanique du tube extérieur 1B, le tube extérieur 1B est soudé ou brasé sur la plaque de réflexion thermique 42 au niveau de plusieurs parties de l'extrémité fermée 1C. According to the thermal radiator 50, the heat supplied to the thermal radiator 50 is radiated by both the exterior and interior surfaces of the exterior tube 1B, which provides improved thermal emissivity. In order to guarantee the mechanical strength of the outer tube 1B, the outer tube 1B is welded or brazed to the thermal reflection plate 42 at several parts of the closed end 1C.

A la fois dans le premier et le deuxième mode de réalisation susmentionné, la plaque de réflexion thermique 42 empêche la chaleur générée au niveau du collecteur 40 d'être conduite jusqu'au corps du tube à onde progressive. En outre, étant donné que le collecteur 40 est de forme cylindrique, il est possible d'éviter les interférences thermiques qui surviennent entre les tubes à onde progressive adjacents lorsque plusieurs tubes à onde progressive sont agencés près les uns des autres, comme l'illustre la figure 3, de manière plus efficace que le radiateur thermique de type à ailettes illustré sur les figures 4A et 4B. In both the first and second embodiments mentioned above, the thermal reflection plate 42 prevents the heat generated at the collector 40 from being led to the body of the traveling wave tube. Furthermore, since the collector 40 is cylindrical in shape, it is possible to avoid thermal interference which occurs between the adjacent traveling wave tubes when several traveling wave tubes are arranged close to each other, as illustrated. Figure 3, more efficiently than the fin type heat sink illustrated in Figures 4A and 4B.

Troisième mode de réalisation
La figure 8 illustre un radiateur thermique conformément au troisième mode de réalisation. Le radiateur thermique 51 conformément au présent mode de réalisation présente la même structure que le radiateur thermique 1 conforme au premier mode de réalisation illustré sur les figures 6A et 6B et comprend en outre plusieurs fentes 52 formées au niveau du tube extérieur 1B. Les fentes 52 s'étendent dans le sens axial du radiateur thermique 51 et sont situées au-dessus des parties du tube extérieur 1B au niveau desquelles est soudé ou brasé le tube 1B sur la plaque de réflexion thermique 42.Third embodiment
FIG. 8 illustrates a thermal radiator according to the third embodiment. The thermal radiator 51 according to this embodiment has the same structure as the thermal radiator 1 according to the first embodiment illustrated in Figures 6A and 6B and further comprises several slots 52 formed at the outer tube 1B. The slots 52 extend in the axial direction of the thermal radiator 51 and are located above the parts of the external tube 1B at the level of which the tube 1B is welded or brazed on the thermal reflection plate 42.

Conformément au présent mode de réalisation, le poids du radiateur thermique 51 peut être réduit par rapport à celui du radiateur thermique 1 illustré sur les figures 6A et 6B. In accordance with the present embodiment, the weight of the thermal radiator 51 can be reduced compared to that of the thermal radiator 1 illustrated in FIGS. 6A and 6B.

Quatrième mode de réalisation
La figure 9 illustre un radiateur thermique conformément au quatrième mode de réalisation. Le radiateur thermique 53 conformément au présent mode de réalisation présente la même structure que le radiateur thermique 1 conforme au premier mode de réalisation illustré sur les figures 6A et 6B et comprend en outre plusieurs ailettes de rayonnement thermique 54 formées sur la surface extérieure du tube extérieur 1B. Chacune des ailettes de rayonnement thermique 54 est de forme semi-circulaire. Cependant, il faut noter que l'ailette de rayonnement thermique 54 peut être d'une forme quelconque et qu'il est possible d'en adapter autant que l'on veut.Fourth embodiment
Figure 9 illustrates a heat sink according to the fourth embodiment. The thermal radiator 53 in accordance with this embodiment has the same structure as the thermal radiator 1 in accordance with the first embodiment illustrated in FIGS. 6A and 6B and further comprises several fins of thermal radiation 54 formed on the exterior surface of the outer tube. 1B. Each of the heat radiation fins 54 is of semi-circular shape. However, it should be noted that the thermal radiation fin 54 can be of any shape and that it is possible to adapt as many as desired.

Conformément au présent mode de réalisation, le radiateur thermique 53 peut présenter une émissivité thermique supérieure à celle du radiateur thermique 1 illustré sur les figures 6A et 6B car le tube extérieur 1B du présent mode de réalisation présente une surface spécifique plus grande que celle du tube extérieur du premier mode de réalisation. In accordance with the present embodiment, the thermal radiator 53 may have a thermal emissivity greater than that of the thermal radiator 1 illustrated in FIGS. 6A and 6B because the outer tube 1B of the present embodiment has a specific surface greater than that of the tube exterior of the first embodiment.

Claims

REVENDICATIONS

1. Radiateur thermique utilisé pour refroidir un tube à onde progressive par un rayonnement thermique généré au niveau du collecteur du tube à onde progressive dans l'espace, caractérisé en ce que le radiateur thermique (41, 50, 51, 53) présente une construction à double paroi possédant une extrémité fermée (1C) et une extrémité ouverte (1D) afin d'augmenter dans les trois dimensions la zone de rayonnement thermique. 1. Thermal radiator used to cool a traveling wave tube by thermal radiation generated at the collector of the traveling wave tube in space, characterized in that the thermal radiator (41, 50, 51, 53) has a construction double wall having a closed end (1C) and an open end (1D) in order to increase the area of thermal radiation in three dimensions.

2. Radiateur thermique permettant de refroidir un tube à onde progressive par un rayonnement thermique généré au niveau du collecteur du tube à onde progressive dans l'espace, caractérisé par 2. Thermal radiator for cooling a traveling wave tube by thermal radiation generated at the collector of the traveling wave tube in space, characterized by

un tube intérieur (1A) entrant en contact avec une surface extérieure du collecteur (40) du tube à onde progressive ; et an inner tube (1A) coming into contact with an outer surface of the collector (40) of the traveling wave tube; and

un tube extérieur (1B) espacé du tube intérieur (1A) et en coopération avec le tube intérieur (1A) afin de former une construction à double paroi présentant une extrémité fermée (1C) et une extrémité ouverte (1D) pour augmenter dans les trois dimensions la zone de rayonnement thermique du radiateur thermique. an outer tube (1B) spaced from the inner tube (1A) and in cooperation with the inner tube (1A) to form a double wall construction having a closed end (1C) and an open end (1D) to increase in the three dimensions the thermal radiation area of the thermal radiator.

3. Radiateur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tubes intérieur et extérieur (lA, 1B) sont formés d'une seule pièce. 3. Heat radiator according to claim 2, characterized in that the inner and outer tubes (lA, 1B) are formed in one piece.

4. Radiateur thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tubes intérieur et extérieur (1A, 1B) forment une seule pièce l'un avec l'autre par le biais d'une partie incurvée telle que l'extrémité fermée (1C). 4. Heat radiator according to claim 3, characterized in that the inner and outer tubes (1A, 1B) form a single piece with each other through a curved portion such as the closed end (1C ).

5. Radiateur thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) est formé en pliant le tube intérieur (1A) au niveau d'une de ses extrémités. 5. Heat radiator according to claim 3, characterized in that the outer tube (1B) is formed by bending the inner tube (1A) at one of its ends.

6. Radiateur thermique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tube intérieur (1A) est plié de façon à former une partie incurvée telle que l'extrémité fermée (1C) entre le tube intérieur (1A) et le tube extérieur (1B). 6. Heat radiator according to claim 5, characterized in that the inner tube (1A) is bent so as to form a curved part such that the closed end (1C) between the inner tube (1A) and the outer tube (1B ).

7. Radiateur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) présente une surface effilée. 7. Heat radiator according to claim 2, characterized in that the outer tube (1B) has a tapered surface.

8. Radiateur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) présente une hauteur supérieure à celle du tube intérieur (1A). 8. Heat radiator according to claim 2, characterized in that the outer tube (1B) has a height greater than that of the inner tube (1A).

9. Radiateur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) est formé au niveau de l'extrémité ouverte (1D) d'au moins une découpe (1E). 9. Heat radiator according to claim 2, characterized in that the outer tube (1B) is formed at the open end (1D) of at least one cutout (1E).

10. Radiateur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) est fixé sur la plaque de rayonnement thermique (42) au niveau de plusieurs parties. 10. Thermal radiator according to claim 2, characterized in that the outer tube (1B) is fixed on the thermal radiation plate (42) at several parts.

11. Radiateur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) est soudé ou brasé sur la plaque de rayonnement thermique (42). 11. Thermal radiator according to claim 2, characterized in that the outer tube (1B) is welded or brazed to the thermal radiation plate (42).

12. Radiateur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) est formé au niveau d'une de ses surfaces d'au moins une fente (52). 12. Heat radiator according to claim 2, characterized in that the outer tube (1B) is formed at one of its surfaces with at least one slot (52).

13. Radiateur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) est formé au niveau d'une des ses surfaces d'au moins une ailette de rayonnement thermique (54). 13. Thermal radiator according to claim 2, characterized in that the outer tube (1B) is formed at one of its surfaces of at least one fin of thermal radiation (54).

14. Radiateur thermique selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) est fixé au niveau de l'extrémité ouverte (1D) sur la plaque de rayonnement thermique (42). 14. Heat radiator according to any one of claims 2 to 13, characterized in that the outer tube (1B) is fixed at the open end (1D) on the thermal radiation plate (42).

15. Radiateur thermique selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que le tube extérieur (1B) est fixé au niveau de l'extrémité fermée (1C) sur la plaque de rayonnement thermique (42). 15. Heat radiator according to any one of claims 2 to 13, characterized in that the outer tube (1B) is fixed at the closed end (1C) on the thermal radiation plate (42).