专利名称：圆形槽波导波长计的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于圆形槽波导系统的波导元件，属于毫米波，亚毫米波技术领域。
微波波段和光波波段的传输线已有许多研究，介于这两个波段之间的毫米波，亚毫米波则开发得较晚，尤其是短毫米和亚毫米波段。目前世界各国都在寻求适合于短毫米，亚毫米波的新型传输线。在现有技术中，短毫米波段通常还采用标准矩形波导，但是损耗极大；亚毫米波段常采用束波导，但是结构尺寸过于庞大，装配，调试也很困难；矩形槽波导因为它不便于和现今能够输出强大功率的回旋管相连接而碰到困难，因为回旋管的能量输出装置是圆波导。目前还没有合适的既能用于短毫米波段，又能用于亚毫米波段的波长计。
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适合于传输大功率毫米波、亚毫米波的圆形槽波导系统中使用的波导元件——圆形槽波导波长计。
本实用新型根据圆形槽波导传输理论设计而成。它由波导、输入耦合孔、输出检波器，可调短路活塞和螺旋测微器五个部分组成。其特征是波导采用圆形槽波导，它由上、下绝缘条隔开的两块金属平板构成，在其端面的对称中心位置有一个沿金属平板长度方向的的圆形通孔；输入耦合孔为固定在圆形槽波导一端的金属薄片中心位置上的圆孔；输出检波器是将检波管放入高频损耗小的介质材料套筒，例如聚四氟乙烯，陶瓷等，再放入金属筒内，并通过金属筒一端的外螺纹旋入螺旋测微器丝杆内，检波管的一端接耦合环，另一端接输出头引出线；可调短路活塞由形状与波导端面中空图形相同的金属板构成。构成可调短路活塞的金属板可以由两块、三块或四块组成，其中以三块组成的效果为最佳，材料可以与波导材料相同，厚度为四分之一波长，金属板与波导间有一间隙，以便两者不相接触，金属板之间用厚度为四分之一波长的绝缘垫圈隔开，然后固定在输出检波器的金属套筒上，为了达到最佳效果，金属套筒的端面与金属板的板面在一个平面内。调节螺旋测微器，可使短路活塞在波导空腔内平行移动，移动的距离可从螺旋测微器上读出；检波管的输出电流可通过与电缆接头相连的指示仪表读出。为便于波导元件间的连接，波导输入端的边壁上设有连接孔。
本实用新型建立在园形槽波导基础上，与现有技术相比，具有低损耗低色散，波导横截面尺寸大，传输的功率容量大，便于和产生短毫米波、亚毫米波强大功率的回旋管相连接等突出优点。它的损耗比传统的标准矩形波导小一个数量级；横截面尺寸比相同频率下的标准矩形波导大6～8倍；所以传输的功率容量比标准矩形波导大许多倍，回旋管的能量输出装置是圆波导，所以能方便地与圆形槽波导转换。圆形槽波导是既能传输大功率短毫米波，又能传输大功率亚毫米波的性能优良的传输系统。本实用新型是组成圆形槽波导系统的必要元件之一。没有波长计就不能精确地知道系统中的工作波长，其作用是现有其它波导系统中的波长计所不能代替的。
图1为本实用新型的剖面示意图，图2为波导端面示意图，图3为输出检波器部分局部放大图。
本实用新型可以采用附图所示的方案实现，圆形槽波导按图2所示结构装配而成，取二块金属平板(2)和(4)，金属平板材料可采用铜、黄铜或合金铝等材料，其长、宽、高与传输的波长有关，长为14λ0～50λ0，宽为12λ0～24λ0，高为(0.5λ0＋12毫米)～(2λ0＋2毫米)。二金属平板之间用绝缘条(1)和(3)隔开，绝缘条材料可为胶木或有机玻璃等材料，内壁涂有吸收电磁波的材料石墨等，它的长度等于金属平板长度，宽为1λ0，高为0.6λ0～2.9λ0在金属平板二边的边缘用绝缘条隔开并固定，然后在端面对称中心用镗床镗一个通孔，如图2端面图所示，孔的直径为3λ0～4λ0，λ0为自由空间波长。
在圆形槽波导基础上装配成波长按图1所示方案进行。
输入耦合孔的金属薄片(28)，厚度为0.1λ0～0.5λ0，耦合孔直径为0.5λ0～2λ0，最大可以为3λ0～4λ0材料同波导材料。另外再取一段5λ0～10λ0的圆形槽波导(30)，将此金属片夹在(30)与原先准备的圆形槽波导端面之间，并用螺栓(27)固定之。
输出检波器按如下办法实现，设检波管(21)的直径为D，长为L将套有耦合环帽(20)的检波管放入直径为(D＋1.5毫米)，长为(L＋4毫米)，底端有一直径为2毫米小孔的聚四氟乙烯套筒(16)内，再把它放入内径为(D＋1.5毫米)，壁厚为2毫米，长度为(L＋16毫米)，底端有一直径为D的通孔，另一端内壁有螺纹，外壁也有螺纹的金属筒(15)内，然后加垫圈(25)再插入接有引出线(26)的输出头(24)，再加垫圈(23)，再用螺母(22)锁紧，把铜制的耦合环(17)一端旋入耦合环帽(20)之后，另一端与金属筒(15)端面焊接，(25)、(23)材料同(16)，其它的金属材料同波导。
可调短路活塞实现如下取三块与金属板材料相同的薄板，厚度为 1/4 波长，形状切割成与波导端面中空图形相同的形状(12)，(13)(14)它们与波导之间留有一小的不接触的间隙，彼此间用 1/4 波长厚的聚四氟乙烯垫圈(18)、(19)隔开，然后固定在输出检波器的金属套筒(15)上，使金属套筒端面与第一块短路活塞平板的平面，在同一个平面内，如图1所示。
螺旋测微器的丝杆(7)内打一个长度为25毫米，直径为与输出检波器金属套筒相配的深孔，在孔底的边壁上打一个槽形通孔，槽长5毫米，槽宽2毫米。将输出检波器旋入丝杆内孔，并让输出头引出线穿过槽形通孔，将螺旋测微器(8)与波导端盖(5)用螺钉(6)相连接，用螺钉(9)将端盖与圆形槽波导二金属平板(2)、(4)固定。
在靠近波导端盖(5)的上绝缘条上装有市售的输出电缆座(10)，它由螺钉(11)固定在绝缘条(3)上，它的内导体与输出检波器的输出头引出线(26)相连接。圆形槽波导用螺栓(31)把(1)、(2)、(3)(4)固定，槽波导(30)的端面边壁上有连接孔(29)。
权利要求1.一种用于圆形槽波导系统的波导波长计，由波导、输入耦合孔、输出检波器，可调短路活塞和螺旋测微器组成，其特征在于波导由上、下绝缘条隔开的两块金属平板构成，在其端面的对称中心位置有一个沿金属平板长度方向的圆形通孔；输入耦合孔为固定在波导一端的金属薄片中心位置上的圆孔；输出检波器是将检波管放入高频损耗小的介质材料筒，再放入金属筒内，并通过金属筒一端的外螺丝旋入螺旋测微器丝杆内，检波管的一端接耦合环，另一端接输出头引出线；可调短路活塞由形状与波导端面中空图形相同的金属板构成。
2.根据权利要求1所述的波导波长计，其特征在于可调短路活塞由三块金属板构成。
3.根据权利要求1或2所述的波导波长计，其特征在于金属套筒的端面与金属板的板面在一个平面内。
4.根据权利要求3所述的波导波长计，其特征在于输入耦合孔的直径为0.5λ0～2λ0，λ0为自由空间波长。
专利摘要圆形槽波导波长计是一种用于圆形槽波导系统的波导元件，由波导、输入耦合孔、输出检波器、可调短路活塞和螺旋测微器组成，波导由上、下绝缘条隔开的两块金属平板构成，端面对称中心位置有一沿金属平板长度方向的圆形通孔，输入耦合孔为波导一端的金属薄片中心的圆孔，输出检波器是将检波管放入高频损耗小的介质材料和金属筒内，置于螺旋测微器丝杆内，可调短路活塞由金属板构成，适用于短毫米和亚毫米波功率传输。
文档编号G01R1/24GK2115541SQ9221310
公开日1992年9月9日 申请日期1992年1月20日 优先权日1992年1月20日
发明者杨鸿生 申请人:东南大学