一种波导滑动非接触式短路器的制作方法

本发明涉及短路器领域，具体涉及一种波导滑动非接触式短路器。

背景技术：

现有技术中波导短路面的设计有两种，一种是固定的短路面，其结构最简单，因为太赫兹波段的波导沟道的尺寸较小，对机械加工的要求很高，结构越简单性能越可靠，这种结构的缺点也很明显，结构一旦固定，性能也就固定了。另一种是采用连接测微计的短路面，结构比较复杂。这种结构中，波导沟道的末端放置一个可以滑动的短路板，该短路板的另一侧连接测微计，通过测微计来控制短路块在波导中的位置；这种设计在较小尺寸的波导沟道中并不可靠，而且外围结构庞大。

在波导腔中实用一个独立的短路器可以实现位置可调的波导短路面。滑动短路器可以在校准系统里提供一个参考阻抗，并可以为波导测试系统提供错误分析依据。滑动短路器可以为vswr和阻抗测量建立一个精确的参考平面，也可以在传统的微波测试中用来测试波导波长和vswr。

现有技术中通常采用平面反射器作为短路器，且平面反射器中的反射面与波导腔内壁为全接触式，即反射面和波导腔内壁接触，该接触使得反射面在移动过程中产生摩擦，此摩擦会导致反射面磨损，不仅会造成反射面的面积变化，也会使得反射面的移动位置不能精确控制。因此，现有技术中其他的短路器对于波导短路面的位置调节均不能达到很精确的控制，为了更好地控制波导腔中短路面的位置，需要寻找新的控制方式实现短路面的精准移动。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种能够精确控制短路面在波导腔中位置的波导滑动非接触式短路器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种波导滑动非接触式短路器，包括波导腔、滑动盖板、粗调圆筒、锁紧螺钉、滑动连接杆和滑动连接块；所述波导腔的一端开口，另一端固定连接滑动盖板前端，所述滑动盖板后端为圆柱状外壳，所述滑动盖板上还包括贯穿圆柱状外壳的螺纹孔，所述锁紧螺钉位于所述螺纹孔中；所述滑动连接杆的一端连接粗调圆筒，另一端连接滑动连接块，所述滑动连接块位于所述波导腔中；

所述滑动连接块包括限位滑块和反射滑块，所述限位滑块的上表面和下表面与所述波导腔的内侧上端和内侧下端接触；所述反射滑块与所述波导腔的内壁之间存在间隙；

所述锁紧螺钉拧松时，所述粗调圆筒可以带动滑动连接杆沿着波导腔移动，且在移动过程中，所述反射滑块与所述波导腔内侧不接触。

进一步的，所述限位滑块的左右两侧与所述波导腔内壁不接触。

进一步的，所述波导腔为长方体，所述反射滑块包括三个滑柱以及位于三个滑柱之间的两个凹槽，所述三个滑柱以及两个凹槽均不与所述波导腔内壁接触。

进一步的，所述滑柱和凹槽均为圆柱状，其中一个滑柱和限位滑块固定连接，所述限位滑块的左右两侧为圆弧状，与所述波导腔内壁不接触。

进一步的，所述滑动连接杆贯穿所述限位滑块连接至所述滑柱，所述滑动连接杆贯穿所述限位滑块，且嵌入至滑柱内部，嵌入滑柱内部的滑动连接杆外径小于贯穿在限位滑块中的滑动连接杆外径，贯穿在限位滑块中的滑动连接杆外径小于滑动连接杆外侧的滑动连接杆外径。

进一步的，所述波导腔靠近滑动盖板的一侧内部设置吸收单元，所述吸收单元包裹在所述滑动连接杆的外部。

进一步的，所述吸收单元为树脂基吸波材料，所述树脂基吸波材料固定在所述波导腔中靠近滑动盖板的一侧。

进一步的，还包括精细微分头和粗调锁紧圈；所述精细微分头包括壳体和精细轴，所述壳体和精细轴通过螺纹连接，所述精细轴固定连接所述滑动连接杆，且所述壳体位于所述滑动连接杆外侧，所述粗调圆筒包裹在所述滑动连接杆外侧，所述粗调圆筒一端延伸至所述圆柱状外壳内部，另一端包裹在所述精细微分头的壳体外侧，且所述壳体外侧的粗调圆筒被粗调锁紧圈包裹；

所述锁紧螺钉和粗调锁紧圈拧松时，所述粗调圆筒可以带动滑动连接杆沿着波导腔移动；所述锁紧螺钉拧松且粗调锁紧圈拧紧时，所述精细微分头可以带动所述滑动连接杆沿着波导腔移动。

进一步的，所述粗调筒体外表面设置刻度线；所述精细微分头外表面设置刻度线，且精细微分头表面的刻度单元小于粗调筒体外表面的刻度单元。

进一步的，所述精细轴一端与所述滑动连接杆通过轴承固定连接；所述锁紧螺钉拧松且粗调锁紧圈拧紧时，所述精细轴旋转带动所述滑动连接杆和滑动连接块沿着波导腔方向移动。

本发明的有益效果在于：本申请提供的波导滑动非接触式短路器，可以大范围调节短路面在波导腔中位置，也可以小范围精确调整短路面在波导腔中位置，粗精调结合，快速方便地控制短路面在波导腔中位置；同时，本发明中波导腔中滑动连接杆与波导腔为非接触式关系，可以减小滑动连接块移动过程中阻力，精确调整滑动连接块在波导腔中位置，进而实现短路器的精确调整。

附图说明

附图1为本发明波导滑动非接触式短路器的外观示意图；

附图2为本发明波导滑动非接触式短路器的剖面示意图；

附图3为本发明波导滑动非接触式短路器的剖面正视图；

附图4为本发明波导滑动非接触式短路器中限位滑块和反射滑块示意图；

附图5为本发明滑动连接块在波导腔中的局部放大图；

附图6为波导腔的正面示意图。

附图标记：1波导腔，2滑动盖板，3粗调圆筒，4精调微分头，5粗调锁紧圈，6锁紧螺钉，7反射滑块，8滑动连接杆，9吸收单元，10限位滑块，11滑柱，12凹槽。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如附图1-4所示，本申请提供的一种波导滑动非接触式短路器，包括波导腔1、滑动盖板2、粗调圆筒3、精细微分头4、粗调锁紧圈5、锁紧螺钉6、滑动连接杆8和滑动连接块。

其中，波导腔1的一端开口，另一端固定连接滑动盖板2前端，滑动盖板2后端为圆柱状外壳，滑动盖板2上还包括贯穿圆柱状外壳的螺纹孔，锁紧螺钉6位于螺纹孔中。滑动连接杆8的一端连接精细微分头4和粗调圆筒3，另一端连接滑动连接块，滑动连接块位于波导腔1中。本发明中滑动连接块包括限位滑块和反射滑块，限位滑块位于反射滑块和滑动连接杆之间，用于对滑动连接杆的移动起到滑动导向以及限位的功能，确保滑动连接杆沿着波导腔的腔体轴线直线移动，且不会移出波导腔内部。反射滑块用于将接收到的波导反射回去，为短路器中的短路面。

本发明中限位滑块需要起到滑动导向作用，因此，限位滑块的上表面和下表面需要与波导腔接触，该接触可以确保限位滑块的移动方向始终平行于波导腔的轴线，进而确保滑动连接杆的移动方向始终平行于波导腔的轴线。而限位滑块的左右侧面与波导腔之间存在间隙，即在上表面和下表面以外的侧面为与波导腔非接触的侧面。

本发明中反射滑块与波导腔的内壁并不会接触。本发明中波导腔和反射滑块可以为任意形状，只需要确保二者不会接触即可。例如波导腔为长方体时，反射滑块可以为圆柱状，也可以为尺寸小于波导腔尺寸的长方体，只需要确保二者为嵌套且不接触关系即可。现有技术中的短路器均为接触式短路器，即反射面和波导腔内壁接触，然而全接触式短路器其实并不能做到短路面四周与波导内壁之间完全没有缝隙，而在短路面滑动过程中，多少是需要缝隙的，而滑动缝隙会使得波导被泄露出去，泄露出去的波导在波导腔底部再反射回来；同时，全接触式短路面因为接触的原因，会与波导腔内壁发生摩擦，该摩擦会导致反射面被磨损，进而使得缝隙变大，反射面变小；这种磨损不仅会影响反射面的有效反射面积，还使得反射面因为摩擦力的存在不能准确控制移动位置。本发明中采用的是反射滑块和波导腔不接触的非接触式短路器，滑动连接杆和反射滑块移动过程中均不会接触到波导腔，使得移动过程中无接触阻力，不会产生摩擦，反射滑块不会被磨损，可以被重复精确定位，实现校准级精度的位置调节。本发明通过合理设置反射滑块与波导腔内壁的间距以及反射滑块的形状，可以实现比全接触式反射滑块更好的反射率。

如附图1-6所示，为本发明其中一种实施例的具体示意图，该示例仅仅以其中一种结构进行举例描述，事实上任意的非接触结构均可适用于本发明中。波导腔结构优选为长方体腔室；波导腔开口端配置安装法兰；且安装法兰的尺寸可以更换，用于将本申请中短路器安装在不同器件上。优选的，如附图4-6所示，本申请中限位滑块的上下面为平面；限位滑块的侧面为圆弧状，结合附图5可以看出，限位滑块的侧面和反射滑块与长方体波导腔的内壁保持间隙，形成本发明中非接触式短路器结构。请继续参阅附图4-5，滑动连接杆8位于波导腔中一端连接限位滑块10一侧，限位滑块10的另一侧连接反射滑块7，具体的，滑动连接杆8贯穿限位滑块10，且嵌入至反射滑块7内部，嵌入反射滑块内部的滑动连接杆外径小于贯穿在限位滑块中的滑动连接杆外径，贯穿在限位滑块中的滑动连接杆外径小于滑动连接杆外侧的滑动连接杆外径。限位滑块的作用是限制滑动连接杆的移动轨迹，由于滑动连接杆的外径较小，在移动过程中可能会在波导腔上下左右方向出现偏移，限位滑块的内径大于滑动连接杆，其可以限制滑动连接杆沿着波导腔中进行直线移动，限位滑块采用聚四氟乙烯材料。如附图5所示，反射滑块7包括三个滑柱11以及位于三个滑柱之间的两个凹槽12，其中一个滑柱11和限位滑块10固定连接；三个滑柱11为外径相同的圆柱状滑柱，两个凹槽12外径也相同。本申请中滑柱即为短路器中的短路面，具体可以为反射性能较好的金属等反射材料构成。

请继续参阅附图6，如此一来，限位滑块侧面为圆柱状，反射滑块中滑柱为圆柱状，滑动连接杆为圆柱状，且滑动连接杆外侧包裹的粗调圆筒也为圆柱状结构，上述圆柱状结构可以确保滑动连接杆带动限位滑块以及反射滑块移动过程中摩擦损耗最小，从而使得短路器损耗降低，并且圆柱状的精细微分头以及粗调圆筒可以确保带动滑动连接杆移动过程中阻力最小，限位滑块的上下表面与波导腔接触，可以使得滑动连杆组件直线运动。由于波导腔的内腔为长方体结构，当波导传输至反射滑块时，大部分会被反射滑块反射回去，极少部分会顺着反射滑块与波导腔之间的缝隙传输，因此在波导腔中还需要设置吸收单元，其中，吸波单元即可以将泄露的波导吸收，也可以将泄露的波导进行反射回去，由于泄露的波导较小，可以直接将其进行吸收即可。在实际应用中，可以通过缩小反射滑块与波导腔内壁之间的间隙，或者将反射滑块设计为最大接触波导的形状，使得接收的波导尽可能多的被反射回去。

波导腔靠近滑动盖板的一侧内部设置吸收单元9，吸收单元包裹在滑动连接杆8的外部，且吸收单元9固定在波导腔1内壁，当滑动连接杆8移动时，吸收单元9并不会移动；同时，当限位滑块移动至吸波单元时，吸波单元对限位滑块进行限位，确保限位滑块不会移出波导腔中。吸收单元可以但不限于采用树脂基吸收材料，树脂基吸收单元包括树脂基体和涂覆在树脂基体上的吸收层；吸收层涂覆在树脂基体朝着波导腔开口的一侧。树脂基体材质较软且弹性大，可以确保在滑动连接杆移动至不同位置时，树脂基体总是能够压紧滑动连接杆，确保波导腔中微波不会被泄露出去。当反射滑块接收到微波时，可以将大部分的微波进行反射回去，形成短路面，同时针对从滑柱与波导腔缝隙泄露的微波，吸收单元也可以对其进行有效反射和吸收，进一步提高短路器的效率。作为其中一种实施例，吸收层可以为掺杂氧化锌的石墨烯层。

请继续参阅附图1-4，波导腔的另一端配备固定法兰，波导腔固定法兰与滑动盖板前端固定连接。精细微分头4包括壳体和精细轴，壳体和精细轴通过螺纹连接，精细轴可以但不限于通过轴承固定连接滑动连接杆8，且壳体位于滑动连接杆8外侧，粗调圆筒3包裹在滑动连接杆8外侧，粗调圆筒3一端延伸至圆柱状外壳内部，另一端包裹在精细微分头4的壳体外侧，且壳体外侧的粗调圆筒3被粗调锁紧圈5包裹。

滑动盖板2包括连接至波导腔1的滑动盖板前端以及圆柱状外壳，圆柱状外壳为中空的环状结构，且在圆柱状外壳的上表面上设置贯穿环状结构的螺纹孔，螺纹孔中安装锁紧螺钉6；锁紧螺钉6的下方接触至滑动连接杆8，即锁紧螺钉是用来固定滑动连接杆的，当锁紧螺钉拧紧时，滑动连接杆不能移动。

滑动连接杆8的一端位于波导腔1中，连接反射滑块7；另一端连接精细微分头4中的精细轴，精细轴位于壳体内部，且与壳体通过螺纹连接，精细轴旋转时，其自身会沿着螺纹方向直线移动，进而带动滑动连接杆沿着波导腔移动，而此时精细微分头的壳体是固定的，鉴于壳体与粗调圆筒直接连接，粗调圆筒也是固定的。粗调圆筒3包裹在滑动连接杆8的外侧，优选的，滑动连接杆8以及粗调圆筒3均为圆柱状结构。粗调圆筒3靠近滑动盖板2的一侧延伸至滑动盖板2中圆柱状外壳内部；粗调圆筒3远离滑动盖板2的一侧固定连接在精细微分头的壳体上，也就是说粗调圆筒并没有直接与滑动连接杆固定，而是通过精细微分头的壳体与滑动连接杆连接，当粗调圆筒带动移动时，带动精细微分头和滑动连接杆一起移动。

本申请中优选的粗调圆筒3需要完全包裹在滑动连接杆8上，在粗调圆筒3远离波导腔的一端安装粗调锁紧圈5，粗调锁紧圈5包裹在粗调圆筒3与壳体重合部分的外侧，也就是粗调圆筒顶端的位置。粗调锁紧圈5且能够以滑动连接杆8为圆心进行旋转，当粗调锁紧圈5拧紧时，所述粗调圆筒3被固定，由于粗调圆筒3与壳体直接连接，此时，精细微分头4的壳体和粗调圆筒3均被固定；若锁紧螺钉拧松时，而精细轴与壳体通过螺纹连接，即精细轴旋转可以带动滑动连接杆沿着波导腔方向移动。当粗调锁紧圈5拧松时，粗调圆筒3的移动不受粗调锁紧圈限制，在锁紧螺钉拧松的情况下，粗调圆筒可以带动精细微分头的壳体以及滑动连接杆沿着波导腔移动。

粗调筒体3外表面设置刻度线，且刻度线可以设置在靠近滑动盖板2一端；粗调圆筒具体可以包括位于圆柱状外壳外部的部分以及位于圆柱状外壳内侧的部分，且粗调圆筒带动滑动连接杆移动的距离受限于粗调圆筒位于圆柱状外壳内部的部分，该部分可以朝着附图3中左侧或者右侧偏移，即为粗调圆筒带动滑动连接杆移动的过程；向左偏移时，滑动连接杆朝着远离波导腔方向移动，向右偏移时，滑动连接杆朝着靠近波导腔方向移动。精细微分头外表面设置刻度线，精细微分头中精细轴旋转时，精细微分头外表面的刻度会随之变化，表明滑动连接杆移动的距离发生变化。精细微分头表面的刻度单元小于粗调筒体外表面的刻度单元；也就是说，粗调圆筒可以带动滑动连接杆移动位移较大，适合粗调节阶段，精细微分头可以带动滑动连接杆移动位移较小，适合精细调节阶段。

本发明中锁紧螺钉6用来限制滑动连接杆8，锁紧螺钉6拧紧时，滑动连接杆8是不能移动的，此时粗条圆筒和精细微分头均无法带动滑动连接杆移动。粗调锁紧圈5用来限制粗调圆筒，粗调锁紧圈拧紧时，粗调圆筒无法移动，也就无法带动滑动连接杆移动，而在锁紧螺钉6拧松的情况下，由于精细微分头中精细轴直接与滑动连接杆连接，因此，精细微分头4中精细轴可以带动滑动连接杆8沿着波导腔1移动；而精细微分头中壳体与粗调圆筒固定连接，因此，精细微分头的壳体无法移动。值得说明的是，当锁紧螺钉6和粗调锁紧圈5均拧松时，虽然精细微分头中精细轴可以直接带动滑动连接杆移动，但此时精细微分头中壳体没有被固定，即壳体和精细轴可能会同时移动，无法控制滑动连接杆的移动距离，因此，粗调锁紧圈拧松时，本发明不会通过精细微分头去控制滑动连接杆。

本申请提供的波导滑动非接触式短路器，可以大范围调节短路面在波导腔中位置，也可以小范围精确调整短路面在波导腔中位置，粗精调结合，快速方便地控制短路面在波导腔中位置；同时，本发明中波导腔中滑动连接杆与波导腔为非接触式关系，可以减小滑动连接块移动过程中阻力，精确调整滑动连接块在波导腔中位置，进而实现短路器的精确调整。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。