一种高功率微波耦合测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高功率微波测量技术领域，涉及一种高功率微波禪合测量装置。
【背景技术】
[0002] 建立高功率微波禪合测量装置，对高功率微波产生技术具有重要意义。近年来，随 着高功率微波技术的不断发展，高功率微波源产生的微波功率进一步提高，脉冲宽度进一 步拓宽。由于传统高功率微波禪合测量装置在功率容量上存在一定局限，因此很难直接将 其推广到更高能量高功率微波脉冲的诊断，在此情形下，发展更高功率容量的高功率微波 测量装置显得十分迫切和必要。
[0003] 现有技术1 ;一种同轴电探针测高功率微波的装置，微波学报，1997,13 ;83-87。如 图1所示，包括法兰1、主波导2、电探针4、绝缘支撑结构5、同轴外导体6W及射频同轴连 接器7。其中法兰1用于实现与微波源输出口或者微波接收天线的对接；主波导2为禪合器 主线，用于传输高功率微波信号；电探针4用于对主波导2中的高功率微波信号进行禪合取 样，并进一步馈入到由电探针4和同轴外导体6共同组成的同轴结构中；绝缘支撑结构巧） 用于支撑电探针4 ;射频同轴连接器7用于与外部射频电缆相连。
[0004] 工作时，主波导2通过法兰1直接连入高功率微波源微波输出通路中，产生于微波 源的高功率微波信号传输到主波导2内，在继续向后传输的过程中，部分微波能量被电探 针4禪合进入由电探针4和同轴外导体6组成的同轴结构内，并通过射频同轴连接器7进 入同轴射频电缆传输，在经过后续进一步的衰减检波环节后，最终由同轴电缆输送至屏蔽 室的示波器内。
[0005] 该结构存在的主要问题为：电探针与主波导内壁平齐，主波导中传输的高功率微 波会在电探针尖端引起局部场增强，导致射频击穿，因此该测量系统功率容量十分有限。
[0006] 现有技术2 ;-种具有较高功率容量的高功率微波禪合测量装置，第12届高功率 粒子束学术交流会，海拉尔，2010 ; 112-116。如图2所示，包括法兰1、主波导2、禪合孔8、 矩形波导9、隔离臂10、隔离窗11、匹配负载12、禪合臂13、波导衰减器14W及矩形波导端 口 15。主波导2两端经法兰1连接于微波源微波输出通路中，作为高功率微波信号传输的 主线；禪合孔8用于对主线上的高功率微波信号进行少量取样，并禪合到矩形波导9内；取 样微波信号向隔离臂10端传输的部分由匹配负载12吸收，而向禪合臂13端传输的部分经 波导衰减器14衰减后由矩形波导端口 15向外输出；隔离窗11用于对测量系统进行真空密 封。由于使用了小孔禪合技术，该高功率微波禪合测量装置相对传统测量装置功率容量有 所提局。
[0007] 工作时，主波导2始端与高功率微波源输出端口经法兰1相互连接，产生于微波源 的高功率微波信号传输到主波导2内，在继续向后传输的过程中，少量微波能量由禪合孔8 禪合至矩形波导9内，并经禪合臂13进一步向前传输，经过波导衰减器14的进一步衰减 后，微波信号最终由矩形波导端口 15向外输出。在此过程中，与主波导2末端通过法兰1 连接的高功率微波福射系统可能反射少量微波，该部分微波场也会由禪合孔8禪合到矩形 波导9内并进一步向隔离臂10端传输，最终被匹配负载12无反射地吸收。
[0008] 该结构存在的主要问题为；测量装置的禪合孔数目和孔间距需要仔细设计和加 工，加工误差可能会降低禪合器性能，很难实现较低的禪合度，使禪合到矩形波导中的微波 场在向外输出之前，需要经过波导衰减的进一步衰减，同时还需要波同转换器进一步转化， 送些中间环节增加了测量系统的不确定度。
【发明内容】
[0009] 本发明要解决的技术问题是，提供一种高功率微波禪合测量装置，提高测量装置 的功率容量和可靠性。
[0010] 为解决上述问题，本发明提供一种高功率微波禪合测量装置，采用如下技术方案， 包括；法兰、主波导、电探针、绝缘支撑结构、W及射频同轴连接器，主波导通过法兰直接与 高功率微波源微波输出通路或者高功率微波接收天线相连，还包括；禪合波导和同轴外导 体，其中，电探针、同轴外导体与绝缘支撑结构组成同轴结构的波导，通过绝缘支撑结构将 电探针紧固于同轴外导体内；所述禪合波导为一段截止微波的空必波导，禪合波导与主波 导和同轴外导体连接；所述电探针为一段长度可控的金属细杆，其位于在禪合波导内；射 频同轴连接器分别与同轴外导体和外部同轴电缆连接。
[0011] 一种高功率微波禪合测量装置，电探针到主波导内壁距离h与禪合测量装置的禪 合度A关系如下：
[0012]
f为微波频率，d为禪合波导内径，A为禪合测量 装置禪合度。
[0013] 本发明高功率微波禪合测量装置与已有技术相比，具有W下特点：
[0014] 一、通过禪合波导可W减少禪合到其内部电探针处的射频场能量，因此有利于降 低电探针尖端发生射频击穿的风险，提高测量装置的功率容量。
[0015] 二、将禪合波导中微波馈入到同轴结构波导的电探针为一段长度可控的金属细 杆，其金属细杆位于禪合波导内深度且与主波导内壁距离均大于零，调节电探针在禪合波 导中的长度，可W线性改变禪合测量装置的禪合度，容易实现较低的禪合度，较低的禪合度 可W使得微波信号在向外输出之前不需要衰减环节，同时采用射频同轴连接器使得微波信 号在向外输出之前无需经过波同转换器，由于中间环节减少，系统测量不确定度降低。
【附图说明】
[0016] 图1为现有技术1的一种同轴电探针高功率微波测量装置；
[0017] 图2为现有技术2的一种高功率微波禪合测量装置；
[0018] 图3本发明的高功率微波禪合测量装置。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和实施例对本发明的高功率微波禪合测量装置做详细描述。
[0020] 如图3所示，本发明提供一种高功率微波禪合测量装置