一种用于耦合腔行波管的磁耦合方式同轴输能装置的制作方法

1.本实用新型属于行波管技术领域，更具体地说，特别涉及一种用于耦合腔行波管的磁耦合方式同轴输能装置。


背景技术：

2.行波管常用的微波传输线有矩形波导和同轴线。同轴线中传输的是tem波，无色散、无截止频率，因此可宽频带传输，其缺点有：
①
机械强度差；
②
几何尺寸公差不易保证，均匀性差；
③
因内外导体间填充介质带来损耗；
④
易电击穿。矩形波导的特点为：
①
结构简单、牢固均匀性好；
②
无介质损耗；
③
无辐射损耗(电磁场被封闭在波导管内)；
④
波导壁上损耗小；
⑤
耐击穿强度高。根据大功率耦合腔行波管的特点，它的输入输能装置大都采用波导法兰结构。
3.由于背景产品的磁聚焦系统采用电磁聚焦方式，使用矩形波导会产生如外壳包装密封、输能装置两边的磁感应强度大幅跌落等问题，将波导结构改成同轴结构后，输能装置实现了小型化，大幅降低了输能装置对磁场的不利影响，同时密封包装更易实现。
4.于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种用于耦合腔行波管的磁耦合方式同轴输能装置，以期达到更具有更加实用价值性的目的。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于耦合腔行波管的磁耦合方式同轴输能装置，目的为实现输入输能装置小型化，大幅降低了输能装置对磁场的不利影响。设计技术要求满足频率范围8.5ghz～10ghz内驻波比系数小于1.2，承受功率大于10w，传输的微波能量损耗小于0.2db。
6.本实用新型用于耦合腔行波管的磁耦合方式同轴输能装置的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
7.一种用于耦合腔行波管的磁耦合方式同轴输能装置，包括同轴输能窗、单级阶梯阻抗变换内导体、外导体和耦合环，其特征在于：所述外导体通过焊接与同轴输能窗的底侧连接，所述单级阶梯阻抗变换内导体安装在外导体的内部，且单级阶梯阻抗变换内导体的一端与同轴输能窗连接，所述耦合环的一端与单级阶梯阻抗变换内导体的另一端连接。
8.进一步的，耦合环的一端插进单级阶梯阻抗变换内导体的内部，并连接，所述耦合环的另一端安装在耦合腔环的线槽内。
9.进一步的，耦合环与单级阶梯阻抗变换内导体通过钎焊的方式连接。
10.进一步的，外导体通过钎焊的方式与同轴输能窗连接。
11.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
12.本实用新型是由同轴输能窗、单级阶梯阻抗变换内导体、外导体、耦合环组合成的输能装置，采用磁耦合方式，实现了输能装置与耦合腔慢波电路之间良好的能量耦合，将管外传输线上的电磁波完全的转成为管内慢波线上的慢电磁波；实现了输入输能装置小型化，大幅降低了输能装置对磁场的不利影响，同时设计技术要求满足频率范围8.5ghz～10ghz内驻波比系数小于1.2，承受功率大于10w，传输的微波能量损耗小于0.2db。
附图说明
13.图1是本实用新型输能装置结构示意图。
14.图2是本实用新型耦合环安装在谐振腔里示意图。
15.图3是本实用新型输能装置驻波特性示意图。
16.图4是本实用新型输能装置传输损耗示意图。
17.图5是本实用新型驻波比曲线示意图。
18.图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
19.1、同轴输能窗；2、单级阶梯阻抗变换内导体；3、外导体；4、耦合环。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
21.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.实施例：
24.如附图1至附图2所示：
25.本实用新型提供一种用于耦合腔行波管的磁耦合方式同轴输能装置，包括同轴输能窗1、单级阶梯阻抗变换内导体2、外导体3和耦合环4，其特征在于：所述外导体3通过焊
接与同轴输能窗1的底侧连接，所述单级阶梯阻抗变换内导体2安装在外导体3的内部，且单级阶梯阻抗变换内导体2的一端与同轴输能窗1连接，所述耦合环4的一端与单级阶梯阻抗变换内导体2的另一端连接。
26.其中，耦合环4的一端插进单级阶梯阻抗变换内导体2的内部，并连接，所述耦合环4的另一端安装在耦合腔环的线槽内。
27.其中，耦合环4与单级阶梯阻抗变换内导体2通过钎焊的方式连接。
28.其中，外导体3通过钎焊的方式与同轴输能窗1连接。
29.本实施例的具体使用方式与作用：
30.本实用新型提供的磁耦合方式同轴输能装置设计主要包括：同轴输能窗1、单级阶梯阻抗变换内导体2、外导体3、耦合环4。其中将同轴输能窗1、单级阶梯阻抗变换内导体2、外导体3，第一步进行组装钎焊，焊接后需将部件检漏，确认部件气密性正常，耦合环4在焊接前需配合慢波电路进行冷测调试，耦合环4在谐振腔中选择合适的面积大小得到最佳的驻波特性，将耦合环4的一端插进内单级阶梯阻抗变换内导体2，另一端埋进耦合环4的线槽内，将以上零部件联合耦合腔片一起进行钎焊。
31.磁耦合方式工作机理：耦合环相当于同轴线单级阶梯阻抗变换内导体2在谐振腔中的延伸，耦合环4的环平面与谐振腔的横截面平行，即与腔体中的磁场线垂直，这时的耦合效果最好。当在耦合环4上有高频电流流过时，便在谐振腔中激励起磁场，建立的磁场分布与谐振腔中所需模式的磁场分布相一致，实现高频信号传输。
32.同轴输能装置的驻波特性与传输损耗仿真计算结果如图3、图4所示，在频率范围8.5ghz～10ghz内驻波比系数小于1.2，传输损耗小于0.1db，满足输能装置的设计要求。
33.从图5中看出，在8.6ghz～9.5ghz范围内，输能装置与慢波电路匹配较好，驻波比在1.4以内，满足产品的冷测技术要求。
34.采用该结构的输入输能装置装配成的整管，通过测试，同轴输能装置实际使用最大输入功率为1.6w，并且能够满足连续48h工作要求。
35.本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。