专利名称：射频宽带高功率电子管放大器3/4λ波长输出谐振腔的制作方法
技术领域：
本发明涉及谐振腔技术领域，特别是涉及一种射频宽带高功率电子管放大器3/4 λ波长输出谐振腔。
背景技术：
在现有技术中，输出谐振腔的常规技术方案为1/4λ短路谐振腔+耦合电容的结构，这种结构的输出谐振腔的电子管分布参数对高频率1/4λ波长尺寸的限制，所以难以实现大功率传输，从而不能满足大于70MHz频率以上的射频输出功率的要求。
发明内容
本发明提供一种射频宽带高功率电子管放大器3/4 λ波长输出谐振腔，以解决现有技术不能满足大于70MHz频率以上的射频输出功率的要求的问题。·本发明提供一种种射频宽带高功率电子管放大器3/4λ波长输出谐振腔，用于为射频宽带高功率电子管放大器输出回路进行调谐调配，包括谐振腔内导体、谐振腔外导体、输出耦合电容、输出耦合电容调谐装置、射频输出同轴馈线、同轴薄膜隔直电容、谐振腔短路腔板、以及谐振腔短路腔板调谐装置；谐振腔内导体与谐振腔外导体为同轴结构；在谐振腔内导体和谐振腔外导体之间的谐振腔内设置有谐振腔短路腔板，谐振腔短路腔板用于根据射频功率输出的频率对谐振腔进行调谐；谐振腔短路腔板调谐装置与谐振腔短路腔板相连接，用于调节谐振腔短路腔板的位置；谐振腔内导体通过底部的同轴薄膜隔直电容与电子管放大器的阳极相连接，用于对电子管放大器发送的射频功率进行传输；输出耦合电容设置于谐振腔内导体和谐振腔外导体之间的谐振腔中与射频输出同轴馈线相对应的位置上，用于对射频功率输出进行调配；输出耦合电容谐装置的一端与输出耦合电容连接，并穿过射频输出同轴馈线的内部，使其另一端暴露于谐振腔外导体外，用于调节输出耦合电容的大小；射频输出同轴馈线设置于谐振腔外导体上，用于进行射频功率输出。优选地，谐振腔内导体为正方形框架结构、或同轴结构。优选地，谐振腔外导体为正方形框架结构。优选地，谐振腔采用3/4 λ腔体结构形式。优选地，谐振腔内导体上设置有可打开的窗口，用于安装或取出电子管放大器。优选地，谐振腔短路腔板采用簧片滑板结构与谐振腔内导体和谐振腔外导体连接。优选地，射频输出同轴馈线在70MHz至IlOMHz频率范围之内，进行250KW的射频
功率输出。本发明有益效果如下通过对输出回路进行调谐调配，均采用同轴短路腔的形式，通过改变短路腔的长度腔体调谐，解决了现有技术中不能满足大于70MHz频率以上的射频输出功率的要求的问题，能够覆盖70 IlOMHz频率范围，解决射频大功率输出及7(TlIOMHz较高频率环节的瓶颈，对射频功率调谐耦合输出得以顺利的实现，起到了决定性的作用。此外，本发明实施例的技术方案很好地解决了输出功率最大10(T250kW (连续波及脉冲双模式)，工作频率在7(Γ 10ΜΗζ射频功率放大输出，为核聚变微波加热设备、重粒子加速器、辐照加速器等设备的粒子加速提供了必要的条件。
图I是本发明实施例的射频宽带高功率电子管放大器3/4 λ波长输出谐振腔的结构示意图；图2是本发明实施例的250kW腔体结构实物部件的示意图；图3是本发明实施例的射频谐振输出腔的电路示意图；图4是本发明实施例的射频输出腔计算等效电路示意·
图5是本发明实施例的250kW腔放实际工作状态采集截图。
具体实施例方式为了解决现有技术中不能满足大于70MHz频率以上的射频输出功率的要求的问题，本发明提供了一种射频宽带高功率电子管放大器3/4λ波长输出谐振腔，本发明实施例的射频宽带高功率电子管放大器3/4 λ波长输出谐振腔是为高功率金属陶瓷电子四极管放大器输出回路使用设计的，用于功率调谐调配，电子管放大器输出回路，要求在70MHz至IlOMHz频率范围内，输出250kW射频连续波功率，现有技术中没有足够功率容量的集中参数真空电容来实现上述耦合，所以对输出回路进行调谐调配，均采用同轴短路腔的形式，通过改变短路腔的长度腔体调谐。可以覆盖70 IlOMHz频率范围。根据本发明实施例的射频宽带高功率电子管放大器3/4λ波长输出谐振腔包括有可调节谐振内导体、外导体，射频输出同轴馈线等。3/4 λ波长输出谐振腔的内导体为正方形或同轴结构，外导体为正方形结构；所述的内导体通过同轴薄膜隔直电容与电子管阳极相连接，用于射频功率传输。以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。根据本发明的实施例，提供了一种射频宽带高功率电子管放大器3/4 λ波长输出谐振腔，用于为射频宽带高功率电子管放大器输出回路进行调谐调配。图I是本发明实施例的射频宽带高功率电子管放大器3/4 λ波长输出谐振腔的结构示意图，如图I所示，根据本发明实施例的射频宽带高功率电子管放大器3/4 λ波长输出谐振腔包括谐振腔内导体10、谐振腔外导体11、输出耦合电容12、输出耦合电容调谐装置13、射频输出同轴馈线14、同轴薄膜隔直电容15、谐振腔短路腔板16、以及谐振腔短路腔板调谐装置17 ;以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。谐振腔内导体10与谐振腔外导体11为同轴结构；其中，谐振腔内导体10为正方形框架结构、或同轴结构。谐振腔外导体11为正方形框架结构。优选地，谐振腔内导体10上设置有可打开的窗口，用于安装或取出电子管放大器。在谐振腔内导体10和谐振腔外导体11之间的谐振腔内设置有谐振腔短路腔板16，谐振腔短路腔板16用于根据射频功率输出的频率对谐振腔进行调谐；上述谐振腔采用3/4 λ腔体结构形式。优选地，谐振腔短路腔板16采用簧片滑板结构与谐振腔内导体10和谐振腔外导体11连接。谐振腔短路腔板调谐装置17与谐振腔短路腔板16相连接，用于调节谐振腔短路腔板16的位置；谐振腔内导体10通过底部的同轴薄膜隔直电容15与电子管放大器的阳极相连接，用于对电子管放大器发送的射频功率进行传输；输出耦合电容12设置于谐振腔内导体10和谐振腔外导体11之间的谐振腔中与射频输出同轴馈线14相对应的位置上，用于对射频功率输出进行调配；输出耦合电容调谐装置13的一端与输出耦合电容12连接，并穿过射频输出同轴馈线14的内部，使其另一端暴露于谐振腔外导体11外，用于调节输出耦合电容12的大小；射频输出同轴馈线14设置于谐振腔外导体11上，用于进行射频功率输出。优选地，射频输出同轴馈线14在70MHz至IlOMHz频率范围之内，进行250KW的射频功率输出。·以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。图2是本发明实施例的250kW腔体结构实物部件的示意图，如图2所示，包括输出腔体I、输出腔内腔2、阳极隔直电容器3、帘栅输入电容4、电子四极管5、电子管输入腔6、阴极冷却风机7、腔体冷却风机8、信号滤波隔板9、门开关10、输出同轴馈线11、输出耦合电容调谐装置12、以及输出测试头13。根据本发明实施例的250kW功率放大器的输出回路采用单调谐回路输腔，内外导体可设计为方形或圆柱型，电子管可以从内腔打开一个长方窗口中安装或取出，不需要移动腔体，维护方便。图3是本发明实施例的射频谐振输出腔的电路示意图，如图3所示，它主要由以下几个部分组成输出谐振腔等效电感L201及调谐装置M4，输出耦合电容C201及调谐装置M5等。图4是本发明实施例的射频输出腔计算等效电路示意图，如图4所示，Co电子管输出分布电容，C202为阳极隔直电容，对射频信号来说可视为短路。Roe为电子管阳极输出阻抗，C205是电子管帘栅对地电容，C206是电子管栅极对地电容，L204是电子管阳极射频阻流圈。图5是本发明实施例的250kW腔放实际工作状态采集截图。根据微波传输线及匹配网络理论可计算出腔长及输出耦合电容值。由于腔体下方受到电子管，隔直电容及输出连接装置的各种分布参数的影响，腔体等效模型会有所改变，所以上述数据在实际调机当中需要进一步确定最佳值。综上所述，借助于本发明实施例的技术方案，通过对输出回路进行调谐调配，均采用同轴短路腔的形式，通过改变短路腔的长度腔体调谐，解决了现有技术中不能满足大于70MHz频率以上的射频输出功率的要求的问题，能够覆盖70 IlOMHz频率范围，解决射频大功率输出及7(TllOMHz较高频率环节的瓶颈，对射频功率调谐耦合输出得以顺利的实现，起到了决定性的作用。此外，本发明实施例的技术方案很好地解决了输出功率最大10(T250kW (连续波及脉冲双模式)，工作频率在7(TllOMHz射频功率放大输出，为核聚变微波加热设备、重粒子加速器、辐照加速器等设备的粒子加速提供了必要的条件。尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。
权利要求
1.一种射频宽带高功率电子管放大器3/4 λ波长输出谐振腔，用于为射频宽带高功率电子管放大器输出回路进行调谐调配，其特征在于，包括谐振腔内导体、谐振腔外导体、输出耦合电容、输出耦合电容调谐装置、射频输出同轴馈线、同轴薄膜隔直电容、谐振腔短路腔板、以及谐振腔短路腔板调谐装置； 所述谐振腔内导体与所述谐振腔外导体为同轴结构；在所述谐振腔内导体和所述谐振腔外导体之间的谐振腔内设置有所述谐振腔短路腔板，所述谐振腔短路腔板用于根据射频功率输出的频率对所述谐振腔进行调谐；所述谐振腔短路腔板调谐装置与所述谐振腔短路腔板相连接，用于调节所述谐振腔短路腔板的位置；所述谐振腔内导体通过底部的所述同轴薄膜隔直电容与所述电子管放大器的阳极相连接，用于对所述电子管放大器发送的射频功率进行传输；所述输出耦合电容设置于所述所述谐振腔内导体和所述谐振腔外导体之间的谐振腔中与所述射频输出同轴馈线相对应的位置上，用于对射频功率输出进行调配；所述输出耦合电容谐装置的一端与所述输出耦合电容连接，并穿过所述射频输出同轴馈线的内部，使其另一端暴露于所述谐振腔外导体外，用于调节所述输出耦合电容的大小；所述射频输出同轴馈线设置于所述谐振腔外导体上，用于进行射频功率输出。
2.如权利要求I所述的谐振腔，其特征在于，所述谐振腔内导体为正方形框架结构、或同轴结构。
3.如权利要求2所述的谐振腔，其特征在于，所述谐振腔外导体为正方形框架结构。
4.如权利要求3所述的谐振腔，其特征在于，所述谐振腔采用3/4λ腔体结构形式。
5.如权利要求I所述的谐振腔，其特征在于，所述所述谐振腔内导体上设置有可打开的窗口，用于安装或取出所述电子管放大器。
6.如权利要求I所述的谐振腔，其特征在于，所述谐振腔短路腔板采用簧片滑板结构与所述谐振腔内导体和所述谐振腔外导体连接。
7.如权利要求I所述的谐振腔，其特征在于，所述射频输出同轴馈线在70MHz至IlOMHz频率范围之内，进行250KW的射频功率输出。
全文摘要
本发明公开了一种射频宽带高功率电子管放大器3/4λ波长输出谐振腔。用于为射频宽带高功率电子管放大器输出回路进行调谐调配，包括谐振腔内导体、谐振腔外导体、输出耦合电容、输出耦合电容调谐装置、射频输出同轴馈线、同轴薄膜隔直电容、谐振腔短路腔板、以及谐振腔短路腔板调谐装置，借助于本发明实施例的技术方案，很好地解决了输出功率最大100~250kW(连续波及脉冲双模式)，工作频率在70~110MHz射频功率放大输出，为核聚变微波加热设备、重粒子加速器、辐照加速器等设备的粒子加速提供了必要的条件。
文档编号H01J23/207GK102856623SQ201210257020
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者魏世东, 高岷民, 余才军, 文睿, 邵炫, 姜勇 申请人:北京长峰广播通讯设备有限责任公司