一种X波段宽带、低损耗、高可靠输能系统的制作方法

一种x波段宽带、低损耗、高可靠输能系统
技术领域
1.本实用新型涉及一种空间行波管输能系统技术领域，具体为一种x波段宽带、低损耗、高可靠输能系统。


背景技术：

2.卫星用途多种多样，有力地推动了各项事业的发展。而空间行波管作为微波功率放大的核心器件，在各类应用卫星中也占据着核心地位。对于应用于卫星的空间行波管，不仅要满足输出功率、增益以及各种非线性的要求，同时还必须保证应用条件的可靠性。波导输能系统作为空间行波管的主要组成部件，其性能好坏将直接影响行波管的输能特性。
3.因此，在现有技术及工艺的基础上，设计一种结构可靠合理，宽频带，驻波好，插损小及可靠性高的波导输能系统很有必要。本实用新型介绍了一种结构设计合理可靠，宽频带、低损耗、高可靠的x波段脉冲空间行波管输能系统。该输能系统装配焊接工艺简单，气密性及散热性好，频带可达3ghz，且驻波小，功率容量高，可靠性高，满足大功率脉冲空间行波管的应用需求，已应用于峰值功率大于1600w的x波段脉冲空间行波管中。采用该实用新型装配的一只x波段1600w脉冲空间行波管，实测其全频带内驻波小于1.25，且带内功率平坦度≤0.6db，带内群时延波动≤2.0ns，满足非线性指标要求。同时，该管完成了鉴定级振动、冲击试验，验证了该实用新型可以承受较高的功率容量，具备良好的抗振动冲击能力，可靠性高。
4.现有技术存在以下缺陷或问题：
5.1、现有波管输能系统的工作带宽窄小，高输能系统的散热性差；
6.2、现有波管输能系统的宝石窗片高频损耗较大，驻波比大，输出功率容量小，可靠性低，不能满足大功率脉冲空间行波管的应用需求。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种x波段宽带、低损耗、高可靠输能系统，以解决背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种x波段宽带、低损耗、高可靠输能系统，包括输出窗组合与波导组合，所述输出窗组合包括阶梯型法兰，所述阶梯型法兰底部设置有波导筒，所述波导筒底部设置有过渡块，所述过渡块的内部设置有宝石窗片，所述波导组合包括线性阻抗变换器与波导体，所述线性阻抗变换器的底部设置有内导体。
9.作为本实用新型的优选技术方案，所述阶梯型法兰的顶部开设有安装孔，所述波导筒的侧面开设有散热孔。
10.作为本实用新型的优选技术方案，所述安装孔有四组，且四组安装孔均匀设置在阶梯型法兰的顶部。
11.作为本实用新型的优选技术方案，所述散热孔有若干组，且若干组散热孔均匀开设在波导筒的侧面。
12.作为本实用新型的优选技术方案，所述波导体的底部开设有圆形通孔，且圆形通孔的内径尺寸与内导体的外径尺寸相匹配。
13.作为本实用新型的优选技术方案，所述宝石窗片与过渡块之间通过焊接固定，所述线性阻抗变换器与内导体通过焊接固定。
14.与现有技术相比，本实用新型提供了一种x波段宽带、低损耗、高可靠输能系统，具备以下有益效果：
15.1、一种x波段宽带、低损耗、高可靠输能系统，通过设置盒型窗与线性阻抗变换结构相结合，特别选用渐变比为1.28的线性阻抗变换结构，达到拓宽工作带宽的目的，使带宽可达3ghz，并增加带通孔的波导筒结构以加固输能系统，避免封闭空间，提高散热性与可靠性；
16.2、一种x波段宽带、低损耗、高可靠输能系统，通过设置高频损耗较小的宝石窗片，且由小窗片结构改为大窗片结构，可有效减小损耗，降低驻波比，提高输出功率容量。
附图说明
17.图1为本实用新型外观结构示意图；
18.图2为本实用新型阶梯型法兰俯视结构示意图；
19.图3为本实用新型阶梯型法兰与波导筒组合结构示意图；
20.图4为本实用新型过渡块与宝石窗片组合结构示意图；
21.图5为本实用新型波导组合结构示意图；
22.图6为本实用新型输能系统整体结构示意图。
23.图7为本实用新型输能系统的实测驻波曲线图。
24.图中：1、输出窗组合；11、阶梯型法兰；12、波导筒；13、过渡块；14、宝石窗片；2、波导组合；21、线性阻抗变换器；22、波导体；23、内导体；3、安装孔；4、散热孔。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.请参阅图1
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6，本实施方案中：一种x波段宽带、低损耗、高可靠输能系统，包括输出窗组合1与波导组合2，输出窗组合1包括阶梯型法兰11，阶梯型法兰11底部设置有波导筒12，波导筒12底部设置有过渡块13，过渡块13的内部设置有宝石窗片14，波导组合2包括线性阻抗变换器21与波导体22，线性阻抗变换器21的底部设置有内导体23。
27.本实施例中，阶梯型法兰11的顶部开设有安装孔3，波导筒12的侧面开设有散热孔4，安装孔3方便波导输能系统的安装，散热孔4有助于输能系统的散热；安装孔3有四组，且四组安装孔3均匀设置在阶梯型法兰11的顶部，均匀设置的四组安装孔3使输能系统的安装更加稳定；散热孔4有若干组，且若干组散热孔4均匀开设在波导筒12的侧面，若干组散热孔4可以更好的将输能系统内部的热量排除；波导体22的底部开设有圆形通孔，且圆形通孔的内径尺寸与内导体23的外径尺寸相匹配，方便内导体23穿过波导体22与线性阻抗变换器21
固定连接；宝石窗片14与过渡块13之间通过焊接固定，线性阻抗变换器21与内导体23通过焊接固定，焊接固定更加牢固且没有多余的固定结构，气密性也更佳。
28.本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型所提供的x波段宽带、低损耗、高可靠输能系统，由输出窗组合1与波导组合2构成，其中，输出窗组合1增加了带散热孔4的波导筒12结构以加固输能系统，避免封闭空间，提高了输能系统的散热性与可靠性，采用新型盒型窗与线性阻抗变换器21相结合，特别选用渐变比为1.28的线性阻抗变换器21，达到拓宽工作带宽的目的，使带宽可达3ghz，并且选用高频损耗较小的宝石窗片14，其介电常数为9.4
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10，且由小窗片结构改为可覆盖全波导口的大窗片结构，直径比达到1.78以上，有效减小损耗，降低驻波比，提高输出功率容量，目前已成功应用于峰值功率大于1600w的x波段脉冲空间行波管中。该输能系统结构设计合理，散热性好，可靠性高，频带可达3ghz，且驻波比小，功率容量较高，在实际使用过程中，气密性与散热良好。
29.采用上述技术方案装配的输能系统，应用于x波段1600w的脉冲空间行波管中，其实际输出冷驻波曲线如图7所示，由图中可以看出，该实用新型所提供的宽带、高功率容量的输能系统在8
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11ghz之内驻波均小于1.3，匹配较好，且稳定性较好，可靠性较高。测试其非线性指标，该管带内功率平坦度≤0.6db，带内群时延波动为1.25ns，小于2.0ns，并且可满足非线性指标要求。同时，该管完成了鉴定级振动、冲击试验，验证了该实用新型可以承受较高的功率容量，具备良好的抗振动冲击能力，可靠性高。
30.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。