微波负载和制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波技术领域，特别是一种微波负载和制作方法。
【背景技术】
[0002]微波负载是微波电路中的重要元件之一，它的主要功能是使微波功率全部吸收而无反射，原理一般是利用介质吸收系统剩余功率，形成终端无反射的匹配状态。在加速器系统中，常常需要高功率负载吸收射频功率，而高功率负载的研制也一直是加速器领域的研究热点之一。
[0003]根据结构的不同，负载可以分为面吸收式匹配负载和体吸收式匹配负载。面吸收式负载常用于小功率的场合，大功率时常采用体吸收式匹配负载。体吸收式负载根据吸收材料的不同可以分为水负载和干负载，干负载的吸收材料一般为碳化硅，掺导电物质的陶瓷或者铁氧体等。
[0004]对于直线加速器传输系统常需要能吸收平均功率达几百至几十千瓦的匹配负载，通常是用水作吸收介质，微波投入水中，被水吸收后转变为热能，在流动的情况下被水带出。这种水负载一般被设计成水管形状，驻波比能达到1.05-1.20左右。水负载能够在几百至几十千瓦的加速器结构中较为稳定的运行，但对于兆瓦功率的加速器系统，水负载具有一定的局限性。
[0005]相对于水负载，干负载更为牢固可靠。干负载采用固体吸收材料。陶瓷制的干负载易碎，容易携带空气，且杂质较多。SiC是一种较为理想的微波吸收材料。中科院高能物理研究所曾研制成功SiC型大功率干负载，用于BEPC II直线加速器微波系统，能承受脉冲峰值功率达50丽以上，可成功运行在S波段(2-4GHz)、重复频率在50Hz的直线加速器中。但SiC具有烧制、焊接等一系列技术和工艺难题。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的在于提出一种新型的S波段高功率吸收微波负载。
[0007]根据本发明的一个方面，提出一种微波负载，长方体中空结构，金属材质，包括:吸收匹配段，位于微波负载靠近入口的一侧，内部两侧包括凸起高度从入口端沿长度方向平滑增加的金属片；均匀吸收段，与吸收匹配段相连，内部两侧包括凸起高度固定的金属片。
[0008]可选地，所述金属为不锈钢。
[0009]可选地，还包括:波导过渡段，用于与不同型号的波导相接。
[0010]可选地，还包括:结尾段，用于吸收经吸收匹配段吸收后剩余的能量。
[0011]可选地，还包括用于冷却微波负载的水冷结构，水冷结构包括水冷入口，水冷出口，和水冷通道。
[0012]可选地，还包括:抽真空口，用于将微波负载内部抽真空。
[0013]这样的微波负载能够在常温工作环境下实现对S波段微波的高功率吸收，采用金属材质，对制作工艺要求较低，不易携带空气，且不易损坏，在优化吸收效果的同时，降低了制作和使用成本。
[0014]根据本发明的另一个方面，提出一种微波负载，长方体中空结构，不锈钢材质，一端为入口，内部相对的两侧面连接多个相互平行的不锈钢片，不锈钢片沿长度方向延伸，且每个不锈钢片的凸起高度从入口端沿长度方向平滑增加至预定高度后，保持预定高度。
[0015]可选地，微波负载沿长度方向左右对称。
[0016]可选地，入口端的对侧具有用于将微波负载内部抽真空的抽真空口。
[0017]可选地，微波负载外部与不锈钢片相对应的侧面设有用于冷却微波负载的水冷通道，水冷通道的两端分别具有水冷入口和水冷出口。
[0018]可选地，入口端到不锈钢片的一端之间具有长方体空腔。
[0019]可选地，入口端的对侧到不锈钢片一端之间具有长方体空腔。
[0020]可选地，微波负载内部单个侧面连接的不锈钢片数量不小于12。
[0021]可选地，内部不锈钢片的凸起高度平滑增加的一段的长度为270_?370_。
[0022]可选地，内部不锈钢片保持预定高度的一段的长度为450mm?650mm。
[0023]可选地，长方体空腔的长度为70mm?90mm。
[0024]可选地，长方体空腔的长度为50mm?70mm。
[0025]这样的微波负载能够在常温工作环境下实现对S波段微波的高功率吸收，采用金属材质对制作工艺要求低，不易携带空气，且不易损坏，在优化吸收效果的同时，降低了制作和使用成本。
[0026]根据本发明的又一个方面，提出一种微波负载的制作方法，包括:通过锯片铣刀制作两个一端开口的长方体不锈钢凹槽，包括:在长方体不锈钢凹槽的底部内表面制作多个凸起的相互平行的不锈钢片，不锈钢片沿长度方向延伸，且每个不锈钢片的凸起高度从开口端沿长度方向平滑增加；焊接加工后的长方体不锈钢凹槽，形成一端开口的微波负载，微波负载以焊接位置为轴对称。
[0027]可选地，通过锯片铣刀制作两个一端开口的长方体不锈钢凹槽还包括:在长方体不锈钢凹槽的底部的外侧制作供流水通过的水冷通道、供水流入的水冷入口、供水流出的水冷出口。
[0028]可选地，还包括:在微波负载开口端的对端制作抽真空口。
[0029]这样的方法采用现有的制作工艺，分别完成微波负载一侧的制作，再通过焊接形成完整的微波负载，降低了对制作工艺的要求，降低了制作成本，便于推广使用。
【附图说明】
[0030]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0031]图1为本发明的微波负载的一个实施例的示意图。
[0032]图2为本发明的微波负载的一个实施例的部分示意图。
[0033]图3为本发明的微波负载的另一个实施例的垂直于长度方向的部分剖面图。
[0034]图4为本发明的微波负载的又一个实施例的部分剖面图。
[0035]图5为本发明的微波负载的另一个实施例的垂直于宽度方向的部分剖面图。
[0036]图6为本发明的微波负载的再一个实施例的部分剖面图。
[0037]图7为本发明的微波负载的制作方法的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0038]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0039]本发明的微波负载可以为金属材质，长方体，中空结构。在一个实施例中，如图1所示，微波负载包括吸收匹配段1和均匀吸收段2。其中，吸收匹配段1位于微波负载靠近入口 10的一侧，内部包括凸起高度从入口端沿长度方向平滑增加的金属片9，以达到匹配吸收的目的。在一个实施例中，微波负载为不锈钢材质，金属片为不锈钢片。均匀吸收段2与吸收匹配段1相连，内部两侧的金属片凸起高度维持不变，例如，维持吸收匹配段中金属片的最高高度，能够充分的吸收能量。
[0040]这样的微波负载能够在常温工作环境下实现对相对X波段来说波长较大、吸收更困难的S波段微波的高功率吸收，采用金属材质对制作工艺要求低，不易携带空气，且不易损坏，在优化吸收效果的同时，降低了制作和使用成本。
[0041]在一个实施例中，微波负载还包括波导过渡段3，位于微波负载入口侧的一端，能够与不同型号的波导相连接。这样的微波负载能够实现方便的与多种型号的波导连接，提高了适配性，能够方便的应用于多种系统中。
[0042]在一个实施例中，微波负载还包括结尾段4，能够吸收经吸收匹配段1和均匀吸收段2后的剩余能量，从而实现更为充分的吸收微波。
[0043]在一个实施例中，微波负载还具有水冷结构，如图1中所示，水流从水冷入口 6流入水冷通道5，再从水冷出口 7流出，实现对微波负载的降温，保障系统的稳定。
[0044]在一个实施例中，微波负载还具有抽真空口 8。抽真空8位于入口 10的对端，通过抽真空口将系统内部抽真空，从而保障微波负载内维持真空环境，保障对微波的吸收效率。
[0045]在一个实施例中，微波负载采用不锈钢材质，一端为入口 10，在内部相对的两个侧面的每一个侧面，连接多个相互平行的不锈钢片9，不锈钢片9沿微波负载的长度方向延伸，不锈钢片9的高度从入口端沿长度方向平滑增加。
[0046]这样的微波负载能够在常温工作环境下实现对S波段微波的高功率吸收，不锈钢材料为相对廉价的常用材料，加工工艺成熟，对制作工艺要求相对较低，不易携带空气，且不易损坏，在优化吸收效果的同时，降低了制作和使用成本。
[0047]在一个实施例中，不锈钢片9的具体结构如图2中所示，图2中对微波负载的一半作了部分剖面，从剖开的部分可以看出，不锈钢片9平行排列，从入口端向对端延伸，相邻的不锈钢片之间具有平行空隙。不锈钢片9的高度从入口端沿长度方向平滑增加。不锈钢片9的沿垂直于长度方向的切面结构如图3中所示。不锈钢片9呈梳齿状排列，每个不锈钢片相同，且相邻的不锈钢片间留有空隙。
[0048]这样的微波负载能够为进入空腔内的微波创造更多的反射、吸收面，有利于能量的高效吸收