基于跑道型耦合孔的波导窗及加速管的制作方法

本发明涉及微波器件技术领域，尤其涉及一种基于跑道型耦合孔的波导窗及加速管。

背景技术：

波导窗是微波应用中被广泛使用的微波器件之一，主要用于真空隔离，例如用在商用速调管和加速管上等。商用速调管的波导窗将加速管的真空与波导系统的真空隔开，这样拆卸微波系统中的微波器件不会影响加速管的真空。同样，加速管也可以用波导窗保持自身的真空，方便加速器使用中的拆卸。

现有的波导窗都是将方波导转换到圆波导，然后在圆波导中放置陶瓷片。方波导转到圆波导的方式是波导窗的关键，有一些装置用模式耦合器实现方波导到圆波导的转换，有些装置则直接将方波导与圆波导连接。

波导窗对加工精度的要求很高，尤其是方波导到圆波导转换的过度段的精度，直接决定着波导窗的性能。

用模式耦合器实现方波导到圆波导的转换增加了微波结构的复杂性，同时也增加了机械加工的难度。而圆波导与方波导直接连接的方案中，方波导口加工困难，而且在加工后不能够再修改，大大的降低了波导窗的成品率。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于，提供一种基于跑道型耦合孔的波导窗，有利于提高波导窗的成品率。

本发明的另一个目的在于，提供一种加速管，其波导窗的成品率较高。

为达以上目的，一方面，本发明提供一种基于跑道型耦合孔的波导窗，包括第一耦合孔，所述第一耦合孔包括：

第一方槽；

第一圆柱腔体，所述第一方槽与所述第一圆柱腔体二者的轴线重合；

第一连通孔，所述第一连通孔贯穿所述第一方槽的槽底以连通所述第一方槽和第一圆柱腔体。

优选地，所述第一连通孔在垂直于所述第一方槽的轴线方向的截面面积小于所述第一方槽在垂直于所述第一方槽的轴线方向的截面面积。

优选地，所述第一连通孔与所述第一方槽的轴线重合。

优选地，所述第一连通孔在垂直于所述第一方槽的轴线方向的截面图形为圆角矩形。

优选地，所述第一连通孔在垂直于所述第一方槽的轴线方向的截面图形为圆形。

优选地，所述第一连通孔在垂直于所述第一方槽的轴线方向的截面图形为矩形。

优选地，其特征在于，还包括：

陶瓷片，所述陶瓷片位于所述第一圆柱腔体远离第一方槽的一侧，且所述陶瓷片靠近所述第一方槽的一侧构成所述第一圆柱腔体远离所述第一方槽的一端的底面。

优选地，还包括第二耦合孔，所述第一耦合孔和第二耦合孔关于所述陶瓷片对称设置。

优选地，所述第二耦合孔包括：

第二方槽；

第二圆柱腔体，所述第二方槽与所述第二圆柱腔体二者的轴线重合；

第二连通孔，所述第二连通孔贯穿所述第二方槽的槽底以连通所述第二方槽和第二圆柱腔体。

另一方面，本发明提供一种加速管，其特征在于，包括上述任一种基于跑道型耦合孔的波导窗。

本发明的有益效果在于：提供一种基于跑道型耦合孔的波导窗及加速管，通过设置第一连通孔连通第一方槽和第一圆柱腔体，首次加工时使第一连通孔的孔径较小，后续再对第一连通孔进行高精度扩孔，该结构加工简单，而且容易修改，使得在加工和焊接过程中出现问题时仍能调节波导窗的微波参数，大大的增加了波导窗的成品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的基于跑道型耦合孔的波导窗的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于跑道型耦合孔的波导窗的半剖示意图；

图3为本发明实施例提供的基于跑道型耦合孔的波导窗的剖面示意图。

图中：

1、第一耦合孔；101、第一方槽；102、第一圆柱腔体；103、第一连通孔；

2、陶瓷片；

3、第二耦合孔；301、第二方槽；302、第二圆柱腔体；303、第二连通孔。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1～图3所示，本实施例提供一种加速管，加速管包括一种基于跑道型耦合孔的波导窗。基于跑道型耦合孔的波导窗包括第一耦合孔1、陶瓷片2和第二耦合孔3，优选地，所述第一耦合孔1和第二耦合孔3关于所述陶瓷片2对称设置，当然，所述第一耦合孔1和第二耦合孔3也可以不关于所述陶瓷片2对称设置。

所述第一耦合孔1包括第一方槽101、第一圆柱腔体102和第一连通孔103，所述第一方槽101、第一连通孔103和所述第一圆柱腔体102三者的轴线重合，所述第一连通孔103贯穿所述第一方槽101的槽底以连通所述第一方槽101和第一圆柱腔体102。第一方槽101作为第一方波导，第一圆柱腔体102作为第一圆波导，第一连通孔103作为第一方波导和第一圆波导之间的过渡段。

所述第二耦合孔3包括第二方槽301、第二圆柱腔体302和第二连通孔303，所述第二方槽301、第二连通孔303和所述第二圆柱腔体302三者的轴线重合，所述第二连通孔303贯穿所述第二方槽301的槽底以连通所述第二方槽301和第二圆柱腔体302。第二方槽301作为第二方波导，第二圆柱腔体302作为第二圆波导，第二连通孔303作为第二方波导和第二圆波导之间的过渡段。

所述陶瓷片2位于所述第一圆柱腔体102远离第一方槽101的一侧，且所述陶瓷片2靠近所述第一方槽101的一侧构成所述第一圆柱腔体102远离所述第一方槽101的一端的底面。并且，所述陶瓷片2位于所述第二圆柱腔体302远离第二方槽301的一侧，所述陶瓷片2靠近所述第二方槽301的一侧构成所述第二圆柱腔体302远离所述第二方槽301的一端的底面。

本实施例中，所述第一连通孔103在垂直于所述第一方槽101的轴线方向的截面面积小于所述第一方槽101在垂直于所述第一方槽101的轴线方向的截面面积。优选地，所述第一连通孔103在垂直于所述第一方槽101的轴线方向的截面图形为圆角矩形、圆形或者矩形等。进一步地，由于第一方槽101的截面图形为长方形，所以第一连通孔103的截面图形优选为圆角矩形，此时整个第一连通孔103类似一个跑道结构。该结构加工容易，且有很大的可调节量。

具体地，波导窗的制造有以下过程：①微波设计；②工程设计；③机械加工；④微波测量；⑤焊接；⑥微波最终测量。其中微波测量是波导窗的质量是否满足要求的主要判断依据。通常微波器件(波导窗属于微波器件的一种)的机械加工都有很高的精度要求，一般可以达到正负0.01mm。高精度可以保证波导窗的性能，但成本比较高。降低精度的要求可以减少加工的成本，但难保证微波器件的性能良好。此外，传统的工作中，由于工程设计中对产品的各种尺寸有严格的要求，这些尺寸在加工完成后都很难再修改。

针对以上两个问题，本实施例提出的基于跑道型耦合孔的波导窗，在方波导和圆波导之间设置一个跑道型结构(第一连通孔103和第二连通孔303)，这样的结构很容易加工而且很容易修改。在机械加工后焊接前的测量中，如果测量结果不好(可能由于某个尺寸有误，或装配有空隙)，可以直接修改第一连通孔103和第二连通孔303的尺寸。因此，在加工的过程中，与设计标准尺寸相比，第一连通孔103和第二连通孔303的尺寸会先做小一些，后续再根据要求将第一连通孔103和第二连通孔303的尺寸加大。

一般地，在机械加工后的测量结果比较好，焊接后也没什么问题。但由于焊接是在高温环境下进行，所以有可能会产生形变(由此会导致焊接后尺寸与设计值有差别)。传统的波导窗无法修改，因此在焊接出问题后几乎无法补救。本实施例提供的由于非常便于加工，所以即使在焊接后仍然可以改变第一连通孔103和第二连通孔303的尺寸。而且第一连通孔103和第二连通孔303的尺寸可以在两个方向修改(连通孔的长度和宽度均可修改)，所以可以将波导窗的微波参数调节到较好的状态。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。