一种紧凑型匹配负载的制作方法

1.本发明涉及一种紧凑型匹配负载。具体地说，是涉及一种利用块状吸收体和螺钉构成的高功率小型化波导匹配负载。


背景技术：

2.在各种微波系统中，特别是在射频微波加速器和射频微波加热等系统中，相比传统波导负载，具有结构简化，能够大幅减轻重量、减小安装体积、高功率高性能的紧凑型波导匹配负载具有明显优势。传统的波导匹配负载使用的吸收材料的形状呈尖劈状，长度为数个波长，需要采用较长的矩形波导。当微波入射到匹配负载中时，微波能主要损耗在距离波导法兰盘最近的吸收材料的尖端部分。为了降低波导法兰盘以及与之相连的其它波导器件的温度，还需要进一步增加矩形波导的长度。因此，传功的高功率波导匹配负载很长。尖劈状的吸收材料还有加工成本高和成品率低的问题。同时，吸收材料的尖端也是高功率匹配负载中最容易因过热而破裂损坏的地方，直接影响矩形波导匹配负载的寿命。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种经济、紧凑的高功率波导匹配负载。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
4.一种紧凑型匹配负载，包括一节沿z方向的后端面短路的矩形波导，位于所述矩形波导中的沿
‑
y方向的下内表面上的吸收体，和位于所述矩形波导中的沿y 方向的上内表面上的至少一颗螺钉。所述螺钉从所述矩形波导外伸入所述矩形波导中的深度可以从所述矩形波导外加以调节并固定。所述y方向和z方向互相垂直。
5.为了尽量缩短所述紧凑型匹配负载的总体长度，我们采用尽量短的吸收体：所述吸收体的沿z方向的最大尺寸小于微波在真空中的工作波长。较佳的设计，所述吸收体的沿z方向的最大尺寸可以小于微波在真空中的工作波长的一半，甚至小于微波在真空中的工作波长的三分之一。
6.为了解决吸收体加工成本高和容易在高功率下的破裂的问题，我们将所述吸收体的形状设置为长方体。
7.采用较短的吸收体，为了在较宽的频率范围内尽量降低所述紧凑型匹配负载的输入端的反射系数，所述螺钉的数目至少为三个。为了实现尽量短的所述紧凑型匹配负载，所有所述螺钉的中心线与所述矩形波导的沿z方向的短路端的距离都小于微波在真空中的工作波长。较佳的设计，所有所述螺钉的中心线与所述矩形波导的沿z方向的短路端的距离都小于微波在真空中的工作波长的四分之三。
8.为了便于所述紧凑型匹配负载与其它波导器件连通，在所述矩形波导的沿
‑
z 方向的端面还设置有法兰盘。
9.为了解决因为所述紧凑型匹配负载很短，吸收材料距离法兰盘很近，导致法兰盘过热，升高所述紧凑型匹配负载相连的其它波导器件的温度，所述矩形波导的材料为热导
率比较低的材料。较佳的设计，所述矩形波导的材料为不锈钢。
10.为了将所述吸收体产生的热量尽量导出，防止所述紧凑型匹配负载过热，在与所述吸收体相连接的部分矩形波导外设置有散热片。较佳的设计，所述散热片的材料为热导率比较搞得材料，铝合金或铜合金。
11.本发明具有的有益效果：
12.本发明公布了一种紧凑型匹配负载的设计方案。我们利用很短的长方形吸收材料并置于短路矩形波导的短路端附近，然后在所述矩形波导的上表面设定若干螺钉展宽所述紧凑型匹配负载的带宽，降低其工作频带内的反射系数。长方形的吸收材料具有加工成本低、成品率高的优点，而且在吸收微波达到高温后，不像尖劈状的吸收体那样容易破裂。采用导热率较低的不锈钢波导和导热率高的散热片可以有效地降低所述紧凑型匹配负载的法兰盘以及与之相连的其它波导器件的温度。本发明的紧凑型匹配负载具有体积小、功率容量大、制造成本低等特点，可以广泛用于高功率的射频微波加速器和微波能加热等领域。
附图说明
13.图1为本发明和端面示意图
14.图2为图1的aa方向剖视示意图
15.图3为图1的bb方向剖视示意图
16.附图中标号对应名称：1
‑
矩形波导，2
‑
吸收体,3
‑
螺钉，4
‑
法兰盘，5
‑ꢀ
散热片。
17.本说明书中部分名词规定如下：
18.上方，即y方向，下方，即
‑
y方向。后方，即z方向。所述x方向、y方向和z方向构成直角坐标系。
19.所述螺钉的中心线，指圆柱状螺钉的轴线。
具体实施方式
20.实施例1
21.如图1至3所示。
22.一种紧凑型匹配负载，包括一节沿z方向的后端面短路的矩形波导1，位于所述矩形波导1中的沿
‑
y方向的下内表面上的吸收体2，和位于所述矩形波导1 中的沿y方向的上内表面上的3颗螺钉3。所述螺钉3从所述矩形波导1外伸入所述矩形波导1中的深度可以从所述矩形波导1外加以调节并固定。所述y方向和z方向互相垂直。
23.所述吸收体2的沿z方向的最大尺寸小于微波在真空中的工作波长的一半所述吸收体2的形状设置为长方体。
24.所有所述螺钉3的中心线与所述矩形波导1的沿z方向的短路端的距离都小于微波在真空中的工作波长的四分之三。
25.在所述矩形波导1的沿
‑
z方向的端面还设置有法兰盘4。所述矩形波导1 的材料为不锈钢。所述散热片5的材料为铝合金。
26.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。比如，所述空腔的形状可以
为长方体、圆柱体等。
27.本文中的所述x、y和z方向构成直角坐标系。这里的x方向、y方向和z 方向，指任意三个互相垂直的方向，其设置仅仅为了方便阐述本发明的创新概念。本发明的一种紧凑型匹配负载在实际三维空间中任意整体平移和整体旋转，不应影响本发明的创新性和先进性。


技术特征：
1.一种紧凑型匹配负载，其特征在于，包括一节沿z方向的后端面短路的矩形波导(1)，位于所述矩形波导(1)中的沿
‑
y方向的下内表面上的吸收体(2)，和位于所述矩形波导(1)中的沿y方向的上内表面上的至少一颗螺钉(3)；所述螺钉(3)从所述矩形波导(1)外伸入所述矩形波导(1)中的深度可以从所述矩形波导(1)外加以调节并固定；所述y方向和z方向互相垂直。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型匹配负载，其特征在于，所述吸收体(2)的沿z方向的最大尺寸小于微波在真空中的工作波长。3.根据权利要求1所述的一种紧凑型匹配负载，其特征在于，所述吸收体(2)的沿z方向的最大尺寸小于微波在真空中的工作波长的一半。4.根据权利要求1所述的一种紧凑型匹配负载，其特征在于，所述吸收体(2)的沿z方向的最大尺寸小于微波在真空中的工作波长的三分之一。5.根据权利要求1所述的一种紧凑型匹配负载，其特征在于，所述螺钉(3)的数目至少为三个；所有所述螺钉(3)的中心线与所述矩形波导(1)的沿z方向的短路端的距离都小于微波在真空中的工作波长。6.根据权利要求1所述的一种紧凑型匹配负载，其特征在于，所述螺钉(3)的数目至少为三个；所有所述螺钉(3)的中心线与所述矩形波导(1)的沿z方向的短路端的距离都小于微波在真空中的工作波长的四分之三。7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种紧凑型匹配负载，其特征在于，所述吸收体(2)的形状为长方体。8.根据权利要求7所述的一种紧凑型匹配负载，其特征在于，所述矩形波导(1)的材料为不锈钢。9.根据权利要求8所述的一种紧凑型匹配负载，其特征在于，在与所述吸收体(2)相连接的部分矩形波导(1)外设置有散热片(5)；所述散热片(5)的材料为铝合金或铜合金。10.根据权利要求9所述的一种紧凑型匹配负载，其特征在于，在所述矩形波导(1)的沿
‑
z方向的端面还设置有法兰盘(4)。

技术总结
本发明公布了一种紧凑型匹配负载的设计方案。该方案包括一节沿Z方向的后端面短路的矩形波导，位于所述矩形波导中的沿


技术研发人员：王清源
受保护的技术使用者：成都市吉亨特科技有限公司
技术研发日：2021.04.01
技术公布日：2021/11/2