Волноводы, рассчитанные на мощность до 20 кВт Опции

[nt_a_51]

Здравствуйте! У нас в организации появляется новая тема, для которой необходимо использовать волноводы, способные выдержать такую огромную мощность... Не подскажете, как грамотно организовать охлаждение волновода? Что лучше использовать - массивные радиаторы, жидкостное охлаждение или что-нибудь еще... Буду признателен за ссылки на работы, посвященные этой теме... Долго и упорно искал в интернете материал, но что-то ничего подходящего не попалось... помогите пожалуйста ))

[Белый дед]

Да это вроде бы мощность совсем небольшая.
Если не хватит конвекции, подуйте воздухом - и все.
От гиротронов мегаватты идут по волноводу, и то нет специальной системы охлаждения.

Сообщение отредактировал Белый дед - Sep 17 2013, 14:39

[EUrry]

Смотря какой канал будете использовать, могут проблемы появиться не в этом совершенно, а, например, в проблеме электрической прочности. Вы в "библию" по волноводам заглядывали - "Справочник по элементам волноводной техники" Вольмана? А оценить выделяющуюся мощность можно элементарно исходя из известных погонных потерь.

[khach]

20 квт в импульсе или непрерыв? Диапазон какой (размер волновда)? Из общих рекомендаций- электрохимическая полировка внуренностей волноводов, чтобы небыло условий для возникновения разряда. Заполнение волноводов пеной (но это среднюю мощность надо прикинуть, т.к начентся поглощение в пене, а теплоотвод от нее плохой) или заполнение волноводов элегазом под давлением- там и мегаватты возможны. Наружные стенки волноводов с развитым оребрением обычно достаточны для охлаждения, вода нужна только для поглощающих элементов тракта.

[HFSS]

Для самого волновода думаю проблем никаких не должно быть (тем более если импульсная), другое дело неоднородности... там то вот как раз будут проблемы даже на десятках ватт, например, мы разрабатывали волноводные аттенюатор на 30 Вт (непрерывка).. использовали рёбра для охлаждения, ну и сама поглощающая часть тоже имела не тревиальный вид... а без этого всего - горел наполнитель.

[nt_a_51]

Работать планируем в непрерывном режиме... сеансы минут по 40 примерно на передачу. Волноводы сечением 28.5 на 12.5, Х-диапазон.

20 квт в импульсе или непрерыв? Диапазон какой (размер волновда)? Из общих рекомендаций- электрохимическая полировка внуренностей волноводов, чтобы небыло условий для возникновения разряда. Заполнение волноводов пеной (но это среднюю мощность надо прикинуть, т.к начентся поглощение в пене, а теплоотвод от нее плохой) или заполнение волноводов элегазом под давлением- там и мегаватты возможны. Наружные стенки волноводов с развитым оребрением обычно достаточны для охлаждения, вода нужна только для поглощающих элементов тракта.

А можно поподробнее про элегаз?

[Белый дед]

А можно поподробнее про элегаз?

Вам-то это зачем? Пробои в таких волноводах возможны только на мощностях больше сотен киловатт.
В нашей РЛС на частоте 8 ГГц волноводы поддувались воздухом (даже не элегазом) на мощности 1 МВт в импульсе

[nt_a_51]

Я согласен. Дело тут не в пробое... а в эффективном охлаждении.. как все-таки лучше это сделать? вот главные вопрос.

[khach]

Я согласен. Дело тут не в пробое... а в эффективном охлаждении.. как все-таки лучше это сделать? вот главные вопрос.

А зачем охлаждать? В нормально сделаных волноводах Х диапазона потери 2-3дб на 100 футов длины (под рукой были только буржуйские таблицы). Пересчитайте выделевшееся тепло на единицу длины и прикиньте нагрев стенок. Потери меньше половины мощности на 50 метрах. Возьмем грубо 10 квт. т.е 200 вт на метр. При размерах 28.5 на 12.5 стенки будут просто ощутимо теплые, и это без обдува. Вот в вакууме, или если волновод не цельнометаллический (гальванический нарощенный с пластиковым упроченнием)- конечно будут проблемы.
А вот с неровностями осторожнее- мельчайшая пылинка металлическая на стенке волновода или заусенец на фланце- и через секунду КСВ до небес и дыра прожженная.
Кстати, фланцы- отдельная головная боль на таких можностях- если через них начнет "сифонить" то никому мало не покажется.

[nt_a_51]

А зачем охлаждать? В нормально сделаных волноводах Х диапазона потери 2-3дб на 100 футов длины (под рукой были только буржуйские таблицы). Пересчитайте выделевшееся тепло на единицу длины и прикиньте нагрев стенок. Потери меньше половины мощности на 50 метрах. Возьмем грубо 10 квт. т.е 200 вт на метр. При размерах 28.5 на 12.5 стенки будут просто ощутимо теплые, и это без обдува. Вот в вакууме, или если волновод не цельнометаллический (гальванический нарощенный с пластиковым упроченнием)- конечно будут проблемы.
А вот с неровностями осторожнее- мельчайшая пылинка металлическая на стенке волновода или заусенец на фланце- и через секунду КСВ до небес и дыра прожженная.
Кстати, фланцы- отдельная головная боль на таких можностях- если через них начнет "сифонить" то никому мало не покажется.

Антенна будет представлять из себя спутниковую станцию с диаметром зеркала 32 м. Длина подводящего передающего тракта примерно 20 м. В тракте будут, конечно, и волноводные стыки, потому что наверняка придется использовать волноводные уголки, а также секции волноводов разной длины. Вопрос в том, смогут ли стандартно изготовленные волноводы, со стандартным методом соединения фланцев спокойно, без охлаждения, переварить эту мощность... Волноводы будут покрытые, обмедненные

[EVS]

смогут ли стандартно изготовленные волноводы, со стандартным методом соединения фланцев спокойно, без охлаждения, переварить эту мощность...

Для WR112 согласно Handbook On High Power Capabilities Of Waveguide Systems (фиг.24-25) даже для перегрева 150 (обычно закладывается не более 80) нет, не смогут.

[nt_a_51]

Для WR112 согласно Handbook On High Power Capabilities Of Waveguide Systems (фиг.24-25) даже для перегрева 150 (обычно закладывается не более 80) нет, не смогут.

Ну вот, и хотелось бы узнать, как грамотно обеспечить охлаждение... В этом то и основной вопрос

[khach]

Для WR112 согласно Handbook On High Power Capabilities Of Waveguide Systems (фиг.24-25) даже для перегрева 150 (обычно закладывается не более 80) нет, не смогут.

Спасибо, интересная ссылка. А в нашей литературе были ли подобные графики? Смущает меня отсутствие описания режима охлаждения

[merkader]

Работать планируем в непрерывном режиме... сеансы минут по 40 примерно на передачу. Волноводы сечением 28.5 на 12.5, Х-диапазон.


А можно поподробнее про элегаз?

Для работы в непрерывном режиме с киловатными мощностями в первую очередь следует обеспечить минимальное затухание в линии передачи. Те четко понять какую линию следует использовать. Самой простой в реализации будет линия на прямоугольном волноводе стандартного сечения. Следует выбрать волновод максимально возможной ширины, даже близкой к критической длине волны Н20, тк она хоть и будет возбуждаться на неоднородностях, но будет иметь очень сильное затухание. Те в Вашем случае возможно это будет волновод 35х15 или 40х20 мм. Затухание посчитайте для конкретной Вашей частоты. Не забывайте, что формулы дают идеальный результат, а конкретные волноводы дадут затухание примерно в 1,5 раза больше. Потери будут так же сильно зависеть от качества изготовления и эксплуатации флацев волноводов. Возможно стоит подумать о волноводах других типов - волноводах увеличенной высоты. Так же в непрерывных режимах возникает устойчивый пробой волновода на мощностях существенно меньших, чем теоретическое значение. Дуга пробоя побежит к генератору выжигая волновод, те следует в местах изгибов ставить оптические датчики. Только после определения мощностей нагрева можно понять, как охлаждать. В первом приближении вроде бы должно хватить регулярных ребер на волноводе. Многие в аспекты Вашей проблемы хорошо освещены в книге "Метрикин А.А. =Антенны и волноводы РРЛ.= (М. Связь, 1977)", в том числе и про элегаз и заполнение жидкостями циркуляторов, для уменьшения вероятности пробоев.

[EUrry]

Волноводы будут покрытые, обмедненные

А почему бы не серебренные?