专利名称：一种辐射式水负载的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微波技术领域，特别涉及微波技术中的水负载。
水负载是大功率(平均功率数拾瓦至数拾千瓦)微波系统中最常用的元件之一，其作用是用水吸收微波功率并转换成热量由水流带走，因此它一般作为匹配负载在系统中连接在可能存在大功率微波输出的端口，如环行器的隔离端口以吸收由于系统终端出现不匹配时反射回来的微波大功率。在进行大功率微波的功率测量时，水负载更是必不可少的元件，通过对流经水负载的水的流量和在吸收微波后的温升的测定，就可以换算出微波功率的大小。目前常见的水负载都是微波在波导中传输的过程中逐渐被水吸收的，我们称之为传输式水负载。在这种水负载中容纳水的水室都是直接设置在波导内部的，它又可以分为单独水室与联合水室两种，前者是指用玻璃、石英或其它低微波损耗、易成形介质做成的管状(如
图1所示)或锥体状(如图2所示)水室并直接放在波导内构成的水负载；而后者则往往是用低微波损耗的介质板以斜劈形粘结在波导内，与波导壁共同形成水室而构成的水负载(如图3所示)。由于单独水室一般都是易碎材料构成，容易破碎，而联合水室又往往由于粘结强度不够、不牢靠而漏水，致使传输式水负载存在严重的工作隐患，一旦漏水导致水流进入整个微波系统，将造成严重后果；另一方面，由于水室受波导尺寸的限制，在需要提高水负载的功率容量时，只能通过增加水室的长度来扩大其容积以增大水量的方法实现，这样就导致水负载的体积增大；再者，水室在波导内放置的方式或者其本身的轮廓形状将起到使水室匹配吸收的作用，从而进一步限制了水室的设计灵活性。
本实用新型提出一种辐射式水负载，它是将水室放置在波导辐射口外吸收微波，使用不易破碎的介质薄板和金属空腔构成水室，具有尺寸小、功率容量大、不会破碎等优点。
本实用新型的目的是这样实现的将波导1切成一斜面辐射口，在该辐射口上焊接一个法兰9，用低微波损耗、不易破碎的介质薄板8(如聚四氟乙烯等)盖住辐射口，然后用金属做成空腔12，将金属空腔12用螺钉13与辐射口法兰9紧固，同时通过螺钉13，利用橡皮密封圈10使空腔12与介质板8密封形成水室3并把介质板8紧压在波导辐射口法兰9上(如图4所示)。这样，由波导传输过来的微波在辐射口将向外辐射进入水室3，并在水室3内被水所吸收。
波导辐射口一般应与波导轴线成一定倾斜角度，角度的大小可以根据匹配需要进行调整；辐射口法兰盘9、介质薄板8、金属空腔12以及密封橡皮圈10可以是圆形的，也可以是矩形的，也可以是其它形状；波导1可以是圆波导，也可以是矩形波导，也可以是其它截面形状的波导；水室3的形状可以是圆柱体，长方体，也可以是圆台、棱台，也可以是其他立体图形；密封橡皮圈10的截面可以是圆形的，也可以是矩形的，也可以是其它形状的。另外，介质薄板8和金属空腔12之间的密封还可以采用刀口14密封的方式来实现，如图5所示。
必要时，可以在波导1中设置调配元件，如调配螺钉、调配膜片、金属或介质的小凸起等来改善水负载的匹配性能。
和传输式水负载相比本实用新型具有以下优点(1)在本实用新型中水室不必再放置在波导内部而处于波导外面，以及微波吸收的匹配性能仅取决于辐射口的倾斜角度，因而水室的形状和大小都不再受波导尺寸或匹配要求的限制，可以十分方便灵活进行设计；(2)本实用新型由于不需要使用玻璃或石英等易碎介质单独做成水室，也不需要用粘结的方法用介质板在波导内隔离出水室来，因而从根本上消除了由于玻璃、石英破裂或介质板与波导壁粘结不牢靠引起的漏水；(3)本实用新型将传输式吸收改为辐射式吸收，水室在波导外，使其容积可以做得足够大，从而提高水负载的功率容量；另一方面，由于水室是由金属空腔与介质板构成，具有足够的强度，加之水对介质板的压力只会使介质板更紧密地贴在辐射口法兰上，因而也可以直接提高水压以增大水的流量而无需通过增加水室容积来提高水负载的功率容量。这样，辐射式水负载做到了体积小，功率容量大；(4)在本实用新型中采用了橡皮圈密封，不仅比原有水负载可靠，而且使用灵活方便，必要时可随时对橡皮圈进行更换。
(5)若在波导1的宽边用耦合探针或在窄边用耦合环耦合一定比例的一小部分微波功率出来，则本实用新型所述的水负载就成为一种小型大功率微波取样式测量头(见专利号为ZL 00 2 22182.9的专利文献)；利用检波器或热敏电阻经过定标后检测耦合出来的这一部分微波功率，就可以按耦合比例换算出进入波导1的微波功率，从而实现微波大功率测量，并由此可以构成小型便携式微波大功率计(见申请号为00 1 12613.X的专利文献)。
附图及图面说明图1是斜插玻璃(石英)管传输式水负载示意图其中，1为波导，2为玻璃或石英管，3为水室；图2是锥体状玻璃(石英)水泡传输式水负载示意图其中，1为波导，3为水室，4为玻璃或石英水泡；图3是斜劈状粘结传输式水负载示意图其中，1为波导，3为水室，5为介质板，6为介质板与波导壁粘结处；从图1、图2、图3中可以看出，这几种水负载的水室3均在波导1的内部。
图4是本实用新型辐射式水负载示意图其中，1为带辐射口的波导，3为水室，7为波导连接法兰，8为介质薄板，9为辐射口法兰，10为密封像皮圈，11为水嘴，12为构成水室的金属空腔，13为压紧螺钉；在图4中，通过螺钉13，利用橡皮密封圈10使空腔12与介质板8密封形成水室3并把介质板8紧压在波导辐射口法兰9上。
图5是刀口密封方式的示意图其中，8为介质薄板，12为金属空腔，14为金属空腔上的刀口。
在图5中，介质板8与金属空腔12之间的密封通过金属空腔上的刀口14压入介质板8中来实现。
权利要求1.一种辐射式水负载，其特征是它是由在波导辐射口上焊接一法兰9，用低微波损耗、不易破碎的介质薄板8盖住辐射口，然后用金属做成空腔12，将空腔12用螺钉13与辐射口法兰紧固，同时通过螺钉13，利用橡皮密封圈10使空腔12与介质薄板8密封构成水室3，并把介质薄板8紧压在波导辐射口法兰9上构成。
2.根据权利要求1所述的一种辐射式水负载，其特征是所述的介质薄板8与金属空腔12之间的密封可以通过在金属空腔12上的刀口14实现。
专利摘要本实用新型公开了一种辐射式水负载。它让波导内传输的微波通过波导终端的辐射口向外辐射，利用直接连接在辐射口上的水室中的水来吸收微波。水室由复盖在辐射口上的介质薄板与金属空腔构成，水的密封采用密封橡皮圈完成，因而可以做到不破损、无粘结、不漏水，功率容量大，同时使水负载实现小型化。
文档编号H01Q17/00GK2476109SQ01206390
公开日2002年2月6日 申请日期2001年6月1日 优先权日2001年6月1日
发明者王文祥, 孙嘉鸿, 张兆镗, 周鹏 申请人:电子科技大学