高功率微波输出窗结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了高功率微波输出窗结构，该高功率微波输出窗结构包括：第一方波导(1)、圆波导(2)、陶瓷片(3)和第二方波导(4)，第一方波导(1)和第二方波导(4)分别连通于圆波导(2)的两端，陶瓷片(3)设置于圆波导(2)的内部，且隔离出连通于第一方波导(1)的真空端和连通于第二方波导(4)的大气端，陶瓷片(3)的外表面上设置有凸起。该高功率微波输出窗结构克服了现有技术中的高功率微波输出窗结构陶瓷表面二次电子倍增效应击穿的问题，解决了上述的问题。
【专利说明】
高功率微波输出窗结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及微波真空器件领域，具体地，涉及高功率微波输出窗结构。
【背景技术】
[0002]在微波真空器件领域中，微波输出窗一方面是微波真空器件微波输出的窗口，另一方面起到隔离真空-大气的作用。微波输出窗通常有很多种形式，大功率微波输出窗最常见的是盒形输出窗。随着微波器件输出功率越来越大，对盒形输出窗的要求越来越高。
[0003]盒形输出窗在传输大功率有两个基本问题:一个问题是在陶瓷和金属内壁上有微波损耗，致使陶瓷窗温度升高而损坏，另一个问题是在陶瓷表面上有高频电场，高频电场激起二次电子产生倍增效应，导致陶瓷表面被电子击穿损坏。微波损耗问题通常采用低损耗高导热的材料解决，陶瓷表面二次电子倍增效应击穿问题有多种解决办法，但解决的效果都不是很理想。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种高功率微波输出窗结构，该高功率微波输出窗结构克服了现有技术中的高功率微波输出窗结构陶瓷表面二次电子倍增效应击穿的问题，解决了上述的问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种高功率微波输出窗结构，该高功率微波输出窗结构包括:第一方波导、圆波导、陶瓷片和第二方波导，所述第一方波导和所述第二方波导分别连通于所述圆波导的两端，所述陶瓷片设置于所述圆波导的内部，且隔离出连通于所述第一方波导的真空端和连通于所述第二方波导的大气端，所述陶瓷片的外表面上设置有凸起。
[0006]优选地，所述第一方波导、圆波导和第二方波导的外侧设置有冷却通道。
[0007]优选地，所述凸起为长条形，且多个所述凸起等间隔设置于所述陶瓷片的外表面上。
[0008]优选地，所述凸起为环形，且多个所述凸起以所述陶瓷片的中心为圆心，均匀分布于所述陶瓷片的外表面。
[0009]优选地，所述凸起包括:设置于所述陶瓷片上靠真空端一侧的多个第一凸起条和设置于所述陶瓷片上靠大气端一侧的多个第二凸起条。
[0010]优选地，所述多个所述第一凸起条等间隔设置，多个所述第二凸起条等间隔设置，所述第一凸起条间隔距离等于所述第二凸起条的间隔距离，所述第一凸起条在所述陶瓷片上的起始位置为所述第二凸起条位于所述陶瓷片上的起始位置相对应的反面。
[0011]优选地，所述多个所述第一凸起条等间隔设置，多个所述第二凸起条等间隔设置，所述第一凸起条间隔距离等于所述第二凸起条的间隔距离，所述第一凸起条在所述陶瓷片上的起始位置为两个所述第二凸起条之间的位于所述陶瓷片上的位置相对应的反面。
[0012]优选地，所述陶瓷片的材料为氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化铍陶瓷、氧化铝晶体或金刚石。
[0013]通过上述的实施方式，针对陶瓷表面高频场产生二次电子倍增效应击穿问题，提出通过改进陶瓷表面的形状，改变和增加电子路径，减小二次电子发射，从而提高微波输出窗的功率。将陶瓷片设计成不同的形状，增加表面长度，改变电子传输路径，可以起到降低表面高频场，减小二次电子作用。
[0014]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0015]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0016]图1是说明本实用新型的一种微波窗结构的侧面截面的结构示意图；
[0017]图2是说明本实用新型的一种微波窗结构的正面的结构示意图；
[0018]图3是说明本实用新型的一种微波窗结构的陶瓷片优选实施方式的结构示意图；
[0019]图4是说明本实用新型的一种微波窗结构的陶瓷片优选实施方式的结构示意图；
[0020]图5是说明本实用新型的一种微波窗结构的陶瓷片优选实施方式的截面结构示意图；
[0021]图6是说明本实用新型的一种微波窗结构的陶瓷片优选实施方式的截面结构示意图。
[0022]附图标记说明
[0023]I 第一方波导2 圆波导
[0024]3 陶瓷片4 第二方波导
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0026]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图1所示的上下左右；“内、外”是指具体轮廓的内与外。“远、近”是指相对于某个部件的远与近。
[0027]本实用新型提供一种高功率微波输出窗结构，如图1和图2所示，该高功率微波输出窗结构包括:第一方波导1、圆波导2、陶瓷片3和第二方波导4，所述第一方波导I和所述第二方波导4分别连通于所述圆波导2的两端，所述陶瓷片3设置于所述圆波导2的内部，且隔离出连通于所述第一方波导I的真空端和连通于所述第二方波导4的大气端，所述陶瓷片3的外表面上设置有凸起。
[0028]微波输出窗为盒形输出窗，两端分别为第一方波导I和第二方波导4，中间为圆波导2和一个陶瓷片3，陶瓷片3位于圆波导2中间部位，起到隔离真空-大气的作用。
[0029]通过上述的实施方式，针对陶瓷表面高频场产生二次电子倍增效应击穿问题，提出通过改进陶瓷表面的形状，改变和增加电子路径，减小二次电子发射，从而提高微波输出窗的功率。将陶瓷片3设计成不同的形状，增加表面长度，改变电子传输路径，可以起到降低表面高频场，减小二次电子作用。
[0030]以下结合附图1-附图6对本实用新型进行进一步的说明，在本实用新型中，为了提高本实用新型的适用范围，特别使用下述的【具体实施方式】来实现。
[0031]在本实用新型的一种【具体实施方式】中，所述第一方波导1、圆波导2和第二方波导4的外侧设置有冷却通道。本实用新型可以与其他提高功率的措施同时实施，如采用高导热系数的陶瓷材料，窗外设计液体冷却通道，增大窗口尺寸、陶瓷表面覆膜等技术方法提高微波输出窗输出功率。
[0032]在本实用新型的一种【具体实施方式】中，如图4所示，所述凸起为长条形，且多个所述凸起等间隔设置于所述陶瓷片3的外表面上。长条形与波导口宽边平行，通过计算保证窗口驻波比符合要求，陶瓷边缘进行金属化与圆波导2焊接，保证真空密封性能。
[0033]在本实用新型的另一种【具体实施方式】中，如图3所示，所述凸起为环形，且多个所述凸起以所述陶瓷片3的中心为圆心，均匀分布于所述陶瓷片3的外表面。本实用新型将微波输出窗中的陶瓷表面(双面)增加环形凸起(或凹进)，凸起可以有多道，以增加路径，凸起要有一定的高度。
[0034]在该种【具体实施方式】中，所述凸起包括:设置于所述陶瓷片3上靠真空端一侧的多个第一凸起条和设置于所述陶瓷片3上靠大气端一侧的多个第二凸起条。
[0035]在另一种【具体实施方式】中，如图5所示，所述多个所述第一凸起条等间隔设置，多个所述第二凸起条等间隔设置，所述第一凸起条间隔距离等于所述第二凸起条的间隔距离，所述第一凸起条在所述陶瓷片3上的起始位置为所述第二凸起条位于所述陶瓷片3上的起始位置相对应的反面。
[0036]在另一种【具体实施方式】中，如图6所示，所述多个所述第一凸起条等间隔设置，多个所述第二凸起条等间隔设置，所述第一凸起条间隔距离等于所述第二凸起条的间隔距离，所述第一凸起条在所述陶瓷片3上的起始位置为两个所述第二凸起条之间的位于所述陶瓷片3上的位置相对应的反面。
[0037]通过上述方式，计算保证窗口驻波比符合要求。陶瓷边缘进行金属化与圆波导2焊接，保证真空密封性能。
[0038]在该种实施方式中，可以根据传输功率的要求选择不同的陶瓷介质材料，所述陶瓷片3的材料可以为氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化铍陶瓷、氧化铝晶体或金刚石。
[0039]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0040]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0041]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种高功率微波输出窗结构，其特征在于，该高功率微波输出窗结构包括:第一方波导(I)、圆波导(2)、陶瓷片(3)和第二方波导(4)，所述第一方波导(I)和所述第二方波导(4)分别连通于所述圆波导(2)的两端，所述陶瓷片(3)设置于所述圆波导(2)的内部，且隔离出连通于所述第一方波导(I)的真空端和连通于所述第二方波导(4)的大气端，所述陶瓷片(3)的外表面上设置有凸起。2.根据权利要求1所述的高功率微波输出窗结构，其特征在于，所述第一方波导(I)、圆波导(2)和第二方波导(4)的外侧设置有冷却通道。3.根据权利要求1所述的高功率微波输出窗结构，其特征在于，所述凸起为长条形，且多个所述凸起等间隔设置于所述陶瓷片(3)的外表面上。4.根据权利要求1所述的高功率微波输出窗结构，其特征在于，所述凸起为环形，且多个所述凸起以所述陶瓷片(3)的中心为圆心，均匀分布于所述陶瓷片(3)的外表面。5.根据权利要求3所述的高功率微波输出窗结构，其特征在于，所述凸起包括:设置于所述陶瓷片(3)上靠真空端一侧的多个第一凸起条和设置于所述陶瓷片(3)上靠大气端一侧的多个第二凸起条。6.根据权利要求5所述的高功率微波输出窗结构，其特征在于，所述多个所述第一凸起条等间隔设置，多个所述第二凸起条等间隔设置，所述第一凸起条间隔距离等于所述第二凸起条的间隔距离，所述第一凸起条在所述陶瓷片(3)上的起始位置为所述第二凸起条位于所述陶瓷片(3)上的起始位置相对应的反面。7.根据权利要求5所述的高功率微波输出窗结构，其特征在于，所述多个所述第一凸起条等间隔设置，多个所述第二凸起条等间隔设置，所述第一凸起条间隔距离等于所述第二凸起条的间隔距离，所述第一凸起条在所述陶瓷片(3)上的起始位置为两个所述第二凸起条之间的位于所述陶瓷片(3)上的位置相对应的反面。8.根据权利要求1所述的高功率微波输出窗结构，其特征在于，所述陶瓷片(3)的材料为氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化铍陶瓷、氧化铝晶体或金刚石。
【文档编号】H01J23/36GK205452228SQ201521141841
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】沈旭东, 李锐, 张丽
【申请人】安徽华东光电技术研究所