一种压电调谐机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种压电调谐机构，其特征在于所述压电调谐机构包括压电陶瓷和位移放大器，位移放大器大致呈“”形状，所述位移放大器包括弹性部分和支撑部分，位移放大器的四个边中由弹性合金材料制成的部分构成位移放大器的弹性部分，所述位移放大器的四个边中除弹性部分以外的由低膨胀合金制成的部分构成位移放大器的支撑部分，所述弹性合金的膨胀系数大于压电陶瓷的膨胀系数，所述压电陶瓷固定连接位移放大器中相对的两个边，使所述压电调谐机构大致呈“”形状。所述压电调谐机构机电换能效率高，功耗小；响应时间短，最大调谐频率高；材料稳定性好；位置重复性好，使得定位精度更高、磁控管的频率/锁频精度更高；输出推力很大；位移量大。
【专利说明】一种压电调谐机构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种调谐机构，尤其是涉及一种压电调谐机构。
【背景技术】
[0002] 目前，磁控管的颤抖调谐方式分为：液压调谐、机械颤抖调谐、音圈颤抖调谐、压电 晶体颤抖调谐。这几种调谐方式均是使用不同的器件产生来回的运动，通过传动机构推动 磁控管的调谐盘在腔体内往复运动，从而达到频率调谐的目的。
[0003] 液压调谐是通过对液体压力的控制达到磁控管调谐的目的，这种调谐方式理论结 构比较简单、行程长，但调谐速率非常低，而且这种调谐方式必须要有承受液体高压的密封 装置，因此其可靠性较差，并且提供液压的设备及其伺服控制系统非常庞大。
[0004] 机械颤抖调谐是通过传动结构（一般是通过曲轴或万向头)，将电机的旋转位移改 变成来回位移推动调谐元件，该调谐方式受到曲轴或万向头的影响，所需转矩较大，因此其 调谐频率不能太高，一般低于100HZ (即电机转速不超过6000转/分钟)，电机体积较大，传 动结构也需要较大空间。
[0005] 音圈颤抖调谐与机械颤抖调谐唯一不同之处就是利用电磁力代替机械力来驱动 调谐元件，其缺点在于：调谐频率仍然较低，一般在200Hz左右；引入两个波纹管就增加了 一个漏气源；音圈处于一个径向磁场中，而磁控管本身磁钢漏磁较强，相互之间容易干扰。
[0006] 压电晶体颤抖调谐，其压电驱动器一般都是双片压电晶体，它是上下两层压电材 料及很薄的中间弹性导体构成的夹心体，夹心体的两个外表面分别覆盖着金属导电层，三 层导体分别构成了压电驱动器的三个电极。当两层压电晶体上加了相反极性的电压后，一 层伸长另一层缩短，因此双片压电晶体就发生微小的弯曲，弯曲程度正比于外加电压的大 小。其缺点在于：该调谐方式产生的推动力很小，因此该机构必须处于真空环境中，该晶体 不能经过高温烘烤，因此不利于整管的排气及除气，降低磁控管的寿命及工作稳定性；该调 谐机构需要较高电压进行驱动，一般都在500-1000V左右，若该机构装入真空环境中，就必 须引入的引线，而且需要与管壳绝缘，而绝缘体与管壳的封接难度较大，封接处也是一个产 生漏气漏电的易发部位，对磁控管的可靠性是一个潜在的危险。
[0007] 现有技术中以上几种调谐方式均无法对温度进行补偿，即在高温和低温状态下， 频率或调谐带宽会因材料的热膨胀而发生较大的变化，降低了磁控管的可靠性。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种压电调谐机构，本发明的技术方案是： 一种压电调谐机构，其特征在于，所述压电调谐机构包括压电陶瓷和位移放大器，所述位移 放大器大致呈"GZI"形状，所述位移放大器包括弹性部分和支撑部分，所述位移放大器的 四个边中由弹性合金材料制成的部分构成位移放大器的弹性部分，所述位移放大器的四个 边中除弹性部分以外的由低膨胀合金制成的部分构成位移放大器的支撑部分，所述弹性合 金的膨胀系数大于压电陶瓷的膨胀系数，所述压电陶瓷固定连接位移放大器中相对的两个 边，使所述压电调谐机构大致呈"Ξ"形状。
[0009] 所述的压电调谐机构，其特征在于，所述位移放大器中由压电陶瓷固定连接的两 个边都是由弹性合金材料制成。
[0010] 所述的压电调谐机构，其特征在于，所述压电调谐机构可用于磁控管中。
[0011] 该机构的结构示意图如图1所示，当对压电陶瓷加电后，压电陶瓷膨胀，从而带动 位移放大器的端面向外运动，当固定其中一端面后，另外一端面连接到调谐杆上就可得到 两倍的位移量。若位移放大器采用弹性较好的合金，由于弹性合金的膨胀系数一般都远大 于压电陶瓷的膨胀系数，因此当温度降低时，位移放大器的收缩量远大于压电陶瓷的收缩 量，等效于压电陶瓷伸长，将使位移放大器端面向外移动；反之，当温度升高时，将使得位 移放大器端面向内产生位移，如此以来，当环境温度发生变化时，该机构的形状就会发生变 化，从而造成磁控管的工作频率发生变化。
[0012] 本发明所述的压电调谐机构的有益效果是：机电换能效率高，功耗小；响应时间 短，最大调谐频率高；材料稳定性好；位置重复性好，使得定位精度更高、磁控管的频率/锁 频精度更高；输出推力很大；位移量大。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为压电调谐机构结构示意图 图中：1-压电陶瓷、2-支撑部分、3-弹性部分。
【具体实施方式】
[0014] 所述压电调谐机构包括压电陶瓷和位移放大器，所述位移放大器大致呈 形状，所述位移放大器包括弹性部分和支撑部分，图1中3为弹性部分，由弹性合金制成， 图1中2为支撑部分，由低膨胀合金制成，所述弹性合金的膨胀系数大于压电陶瓷的膨胀系 数，所述压电陶瓷固定连接位移放大器中相对的两个边，使所述压电调谐机构大致呈"F=1 "形状，压电调谐机构的位移放大器中由压电陶瓷固定连接的两个边都是由弹性合金材料 制成的弹性部分。通过调整弹性部分和支撑部分的长度，可调整位移放大器的综合膨胀系 数，使位移放大器的综合膨胀系数和压电陶瓷的膨胀系数相同，达到温度补偿的作用，使得 该机构在任何温度下均不会产生形变，磁控管的工作频率亦不会因该机构而发生变化。当 对压电陶瓷加电后，压电陶瓷膨胀，从而带动位移放大器的端面向外运动，当固定其中一端 面后，另外一端面连接到调谐杆上就可得到两倍的位移量。若位移放大器采用弹性较好的 合金，由于弹性合金的膨胀系数一般都远大于压电陶瓷的膨胀系数，因此当温度降低时，位 移放大器的收缩量远大于压电陶瓷的收缩量，等效于压电陶瓷伸长，将使位移放大器端面 向外移动；反之，当温度升高时，将使得位移放大器端面向内产生位移，如此以来，当环境温 度发生变化时，该机构的形状就会发生变化，从而造成磁控管的工作频率发生变化。
【权利要求】
1. 一种压电调谐机构，其特征在于，所述压电调谐机构包括压电陶瓷和位移放大器，所 述位移放大器大致呈"!！□"形状，所述位移放大器包括弹性部分和支撑部分，所述位移放 大器的四个边中由弹性合金材料制成的部分构成位移放大器的弹性部分，所述位移放大器 的四个边中除弹性部分以外的由低膨胀合金制成的部分构成位移放大器的支撑部分，所述 弹性合金的膨胀系数大于压电陶瓷的膨胀系数，所述压电陶瓷固定连接位移放大器中相对 的两个边，使所述压电调谐机构大致呈"Ξ"形状。
2. 如权利要求1所述的压电调谐机构，其特征在于，所述位移放大器中由压电陶瓷固 定连接的两个边都是由弹性合金材料制成。
3. 如权利要求2所述的压电调谐机构，其特征在于，所述压电调谐机构可用于磁控管 中。
【文档编号】H01J23/18GK104103475SQ201310262414
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】陈弹蛋, 宋琼英, 汪宇 申请人:成都国光电气股份有限公司