专利名称：一种毫米波段行波管同轴输出窗结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微波电真空器件领域，具体涉及到毫米波段行波管输出窗的结构。
背景技术：
行波管输出窗是用来为行波管输送能量的部件，在结构上要保持整个行波管内真空的状态；在电气性能上，使微波信号尽可能无损耗地从管外传输线传送到管内的慢波线(或从慢波线传送到管外的传输线)。行波管输出窗设计的良好与否，将直接影响到管子的工作频带以及增益和增益平坦度。此外，在行波管的输出段，过大的反射功率被衰减器吸收，容易使衰减器发热烧毁，因此在中小功率行波管中，要求耦合器与慢波线匹配良好，其频响特性应大于管子的工作带宽。要实现管内慢波线与管外传输线的良好匹配，就是要把管外传输线上的快电磁波 完全转换为管内慢波线上的慢电磁波。工作在毫米波段频带范围内的行波管，随着工作频率升高，器件的尺寸变小，输出窗的设计和制造更加困难，零件的加工和焊接稍有偏差将会引起信号的明显反射。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种真空气密性良好、电气性能满足毫米波行波管工作带宽的毫米波段行波管同轴输出窗。本实用新型采用的技术方案是一种毫米波段行波管同轴输出窗结构，包括内导体、介质陶瓷和外导体，所述介质陶瓷为圆筒式结构，所述外导体具有中心孔，所述内导体为细长结构，所述介质陶瓷的上端固定连接内导体上部，内导体下部穿过介质陶瓷，介质陶瓷的下端在固定连接外导体的内侧面。作为本实用新型的进一步改进，所述内导体上端内部有小孔，外径方向自上而下先有两个台阶变化，然后两个斜面变化，最后一个台阶变化，所述小孔的孔径自上而下变小形成外孔和内孔，所述上外导体和下外导体均具有贯通的中心孔，上外导体的内径上端为台阶状下端为斜面状，且下端的内径尺寸小于上端的内径尺寸，且上外导体的底端的内径等于介质陶瓷的外径，上外导体的外径自上至下有三个尺寸依次变小的台阶变化，下外导体的外径为单一尺寸，内径上有三个台阶变化，其中上端两个台阶面的宽度分别与上外导体的下端两个台阶面的宽度相同，所述介质陶瓷的下端面放置在下外导体的最下端台阶面上，内导体的上端第一个台阶的下端面放置在介质陶瓷的上端面上，所述上外导体的下端两个台阶面分别放置在下外导体的上端两个台阶面上。作为本实用新型的进一步改进，所述内导体的孔径尺寸变小的位置对应于外径方向的自上而下的第一个台阶下端面的位置。作为本实用新型的进一步改进，所述介质陶瓷上下两端均具有金属层，分别与内导体、下外导体进行焊接。[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述介质陶瓷和内导体焊接位置为介质陶瓷的上端面及内导体的内孔Imm深度位置，和下外导体焊接位置为介质陶瓷的下端面及介质陶瓷外径Imm高度位置。作为本实用新型的进一步改进，所述内导体和介质陶瓷焊接位置是上端第二个台阶的外径和第一个台阶的下端面。作为本实用新型的进一步改进，所述内导体整体具镀有镍层。本实用新型的优点在毫米波段低频段内满足驻波比小于I. 5的要求，结构的真空气密性良好，可承受直流80W的功率传输，可应用到毫米波段(低频段)行波管中。
以下结合附图和具体实施过程对本实用新型作进一步说明图I为本实用新型毫米波行波管同轴输出窗的结构示意图；图2为本实用新型中介质陶瓷示意图；图3为本实用新型中内导体示意图；图4为本实用新型毫米波行波管同轴输出窗测试的驻波和频率曲线。
具体实施方式
请参阅图I所示，本实用新型毫米波行波管同轴输出窗包括外导体、介质陶瓷2和内导体4。所述外导体包括上外导体I和下外导体2。请参阅图2所示，所述介质陶瓷2为圆筒式结构，介质陶瓷2上下两端具有金属层。请参阅图3所示，所述内导体4为细长结构，外径方向有台阶和斜面多种变化结构，在上端内部有小孔42。具体的，外径方向自上而下尺寸依次变小，优选的，自上而下先有两个台阶变化，然后两个斜面变化，最后一个台阶变化。所述小孔42的孔径也存在一个尺寸变化，自上而下的孔径尺寸变小，孔径尺寸变小的位置对应于外径方向的自上而下的第一个台阶下端面的位置。请再参阅图1，所述上外导体I和下外导体2均具有贯通的中心孔。上外导体I的内径上端为台阶状下端为斜面状，且下端的内径尺寸小于上端的内径尺寸，且上外导体I的底端的内径等于介质陶瓷2的外径。上外导体I的外径自上至下有三个尺寸依次变小的台阶变化。下外导体2的外径为单一尺寸，内径上有三个台阶变化，其中上端两个台阶面的宽度分别与上外导体I的下端两个台阶面的宽度相同。所述介质陶瓷2的下端面放置在下外导体2的最下端台阶面上，内导体4的上端第一个台阶的下端面放置在介质陶瓷2的上端面上，内导体4的下部穿过所述介质陶瓷2，所述上外导体I放置在所述下外导体2上，具体的，上外导体I的下端两个台阶面分别放置在下外导体2的上端两个台阶面上。本实用新型毫米波行波管同轴输出窗的具体制作步骤如下I.采用软件仿真设计内外导体结构利用电磁仿真软件对输出窗进行计算，确定外导体内径、内导体外径和介质陶瓷的尺寸，已经各变化尺寸的相对位置，并进行多次模拟和试验调整，最终以计算结果时该毫米波工作频带内电压驻波比小于I. 2。2.设计介质陶瓷及焊接结构，介质陶瓷采用氧化铝95瓷，介质陶瓷上下两端进行金属化处理，分别与内导体、下外导体进行焊接。其中和内导体焊接位置为介质陶瓷的上端面及内导体的内孔Imm深度位置，和下外导体焊接位置为介质陶瓷的下端面及介质陶瓷外径1_高度位置，在这些位置进行金属化处理。3.设计内导体，内导体材料为金属钥，细长杆状结构。内导体和介质陶瓷焊接位置是上端第二台阶的外径和第一台阶的下端面，内导体整体进行镀镍处理。4.设计外导体，上外导体内径尺寸由软件计算决定，下外导体最后一个台阶内径由软件计算决定。这两部分零件材料均为可伐合金，表面都需要进行镀镍处理。5、形成整体结构，将介质陶瓷、内导体和外导体组装成一体，如图4所示，本实用新型毫米波行波管同轴输出窗在毫米波段低频段内满足驻波比小于I. 5的要求，结构的真 空气密性良好，可承受直流80W的功率传输，可应用到毫米波段(低频段)行波管中。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种毫米波段行波管同轴输出窗结构，其特征在于包括内导体、介质陶瓷和外导体，所述介质陶瓷为圆筒式结构，所述外导体具有中心孔，所述内导体为细长结构，所述介质陶瓷的上端固定连接内导体上部，内导体下部穿过介质陶瓷，介质陶瓷的下端在固定连接外导体的内侧面。
2.根据权利要求I所述的毫米波段行波管同轴输出窗结构，其特征在于所述内导体上端内部有小孔，外径方向自上而下先有两个台阶变化，然后两个斜面变化，最后一个台阶变化，所述小孔的孔径自上而下变小形成外孔和内孔，所述上外导体和下外导体均具有贯通的中心孔，上外导体的内径上端为台阶状下端为斜面状，且下端的内径尺寸小于上端的内径尺寸，且上外导体的底端的内径等于介质陶瓷的外径，上外导体的外径自上至下有三个尺寸依次变小的台阶变化，下外导体的外径为单一尺寸，内径上有三个台阶变化，其中上端两个台阶面的宽度分别与上外导体的下端两个台阶面的宽度相同，所述介质陶瓷的下端面放置在下外导体的最下端台阶面上，内导体的上端第一个台阶的下端面放置在介质陶瓷的上端面上，所述上外导体的下端两个台阶面分别放置在下外导体的上端两个台阶面上。
3.根据权利要求2所述的毫米波段行波管同轴输出窗结构，其特征在于所述内导体的孔径尺寸变小的位置对应于外径方向的自上而下的第一个台阶下端面的位置。
4.根据权利要求2或3所述的毫米波段行波管同轴输出窗结构，其特征在于所述介质陶瓷上下两端均具有金属层，分别与内导体、下外导体进行焊接。
5.根据权利要求4所述的毫米波段行波管同轴输出窗结构，其特征在于所述介质陶瓷和内导体焊接位置为介质陶瓷的上端面及内导体的内孔Imm深度位置，和下外导体焊接位置为介质陶瓷的下端面及介质陶瓷外径Imm高度位置。
6.根据权利要求4所述的毫米波段行波管同轴输出窗结构，其特征在于所述内导体和介质陶瓷焊接位置是上端第二个台阶的外径和第一个台阶的下端面。
7.根据权利要求I所述的毫米波段行波管同轴输出窗结构，其特征在于所述内导体整体具镀有镍层。
专利摘要一种毫米波段行波管同轴输出窗结构，包括内导体、介质陶瓷和外导体，所述介质陶瓷为圆筒式结构，所述外导体具有中心孔，所述内导体为细长结构，所述介质陶瓷的上端固定连接内导体上部，内导体下部穿过介质陶瓷，介质陶瓷的下端在固定连接外导体的内侧面。本实用新型的优点在于在毫米波段低频段内满足驻波比小于1.5的要求，结构的真空气密性良好，可承受直流80W的功率传输，可应用到毫米波段行波管中。
文档编号H01J23/36GK202678273SQ20122026259
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日
发明者吴华夏, 张文丙, 白卫星, 朱刚, 刘志意, 阮智文, 张丽 申请人:安徽华东光电技术研究所