波导段增减可调的调配器的制作方法

本技术涉及一种微波调配装置，具体地说，是涉及一种大功率容量、强调配能力、低成本的、销钉可以方便取出的组合式传输线销钉调配器。

背景技术：

1、负载失配是设计微波系统经常需要解决的技术问题。传统的销钉调配器可以很好地满足许多场合的匹配需要。

2、传统的三销钉调配器包括一节传输线和三根销钉。其中的传输线可以是任意横截面形状的传输线，但是以矩形波导为常见。所述销钉的部分为螺杆，与设置在传输线上的螺孔配合。旋转该销钉，可以调节其进入所述传输线内的深度（以下简称进入深度）。为了在销钉进入传输线深度确定后固定该销钉，同时为了防止微波泄露，每根销钉上设置有一个固定块，所述固定块上设置有与所述销钉上的螺纹相配的螺孔，用于将销钉螺杆上的螺纹与传输线上螺孔上的螺纹锁紧。

3、在新型微波隧道炉中我们常常需要采用多只微波源。一种较佳的设计是，所有的微波源被分为若干组。每组的多只微波源相同，对应的被加热物构成的负载也是相同或相近的。在每只这样的微波源与其负载之间设置有一只销钉调配器，用于实现该微波源与其负载之间的阻抗匹配。为了让某组某微波源与其负载相匹配，我们需要采用仪器，通常是矢量网络分析仪。当该微波源与其负载匹配后，由于同组其它微波源和其负载与该微波源及其负载相同或相近，我们便得到了该组每一只调配器的三根销钉的进入深度的三个最佳值。然后，我们需要将同组其它微波源对应的调配器上的三根销钉的进入深度按照上述三个最佳值一一进行设置。对于常见的传统的调配器，如果不去掉一些安装螺钉，每根销钉都是无法方便地从传输线顶部分离的。这种设置在一般情况下避免了销钉意外脱离传输线。但是，在新型微波隧道炉中，为了将同组所有微波源对应的调配器的所有销钉的进入深度按照上述最佳值完成设置，我们必须多次精确测量每根销钉的进入深度。这个过程可能很长，还面临操作不便或者难以完成的问题。

4、而且，传统的三销钉波导调配器的第一个销钉距离波导的起始端口的距离是固定的。根据负载的微波特性的不同，旋动第一根销钉和第二个销钉可能无法实现匹配。这时，我们需要旋动第二个销钉和第三个销钉。这时，由第一个销钉所在的波导与负载构成的微波结构的体积增大了，将导致匹配带宽的变窄，不利于新型微波隧道炉的工作。

5、传统的三销钉调配器的制造成本可能很高。在每一台新型微波隧道炉中，我们可能需要数十甚至数百只这样的调配器，将抬高设备的制造成本。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种波导段增减可调的调配器，该调配器可实现低成本的、宽带的技术效果，本实用新型采用的技术方案如下：

2、波导段增减可调的调配器，包括至少两个调谐用的波导调配段，每个波导调配段上设置有轴线沿z方向的至少一个波导孔和至少一个螺栓孔，波导孔、螺栓孔均为沿z方向贯穿波导调配段的通孔，每个波导调配段上设置有轴线沿y方向的至少一个调谐孔，调谐孔内设置有插入到波导孔内部的调谐螺杆；还包括轴线沿z方向的至少一个连接螺栓，每个波导调配段的螺栓孔都套在连接螺栓上，使得所有波导调配段串在连接螺栓上；在所有波导调配段串在连接螺栓上时，所有波导调配段的波导孔沿z方向顺次连通，波导调配段是一种法兰片（法兰盘），该法兰片的端面为x方向和y方向的相交面，x方向，y方向和z方向构成直角坐标系。

3、较佳的设计，所属螺栓孔为通孔。

4、在本实用新型的波导段增减可调的调配器中，波导段增减可调的调配器主要由连接螺栓和串在连接螺栓上的至少2段波导调配段组成，串在连接螺栓 上的波导调配段的个数可根据实际调配过程增减，即最终可使用2个波导调配段或3个波导调配段或更多个波导调配段串在连接螺栓 上从而组成调配器，波导调配段为具有上述波导孔、螺栓孔、以及插入调谐孔的调谐螺杆的波导结构，波导调配段一般为矩形波导段。

5、在传统的调配器中，调配器主要由一段矩形波导段组成，该矩形波导段具有一个波导孔、以及插入调谐孔的调谐螺杆。

6、相比而言，本实用新型的调配器包括至少2段波导调配段，一般以2段波导调配段为主，以2段波导调配段组成的调配器为例，其在z方向的尺寸要远远小于传统一段式的调配器在z方向的尺寸，最终，我们可以实现匹配时获得较高的宽带的一种调配器。

7、在传统调配器的设计中，我们以三销钉调配器为例，一般所获得调配器是一节矩形波导，然后在其侧面插入销钉用于调匹配。一般该调配器的这节矩形波导的端面尺寸是采用标准波导尺寸，在z方向上的尺寸，即该矩形波导的长度方向的尺寸需要经过理论计算获得，一般计算出的长度方向的尺寸可达到220毫米。当长度方向尺寸确定后，一般选用一节等尺寸的金属段，采用铣切加工技术从其内部铣出一个标准的波导孔，以及在其侧面加工出螺纹孔用于插入销钉，采用该技术，由于长度方向的尺寸较大，因此铣切加工成本高；同时由于该尺寸固定，即使在匹配状态时，其体积较大，因此导致其谐振腔品质因子高，因此其带宽无法提升。

8、在本技术中，本技术并不需要通过理论计算确定一个长度方向的尺寸，而是直接以某个一定长度尺寸直接生产出多个波导调配段；本技术的波导调配段有别于传统技术的一节矩形波导的是：本技术的每个波导调配段都具有螺栓孔，且每个波导调配段的长度尺寸为任意一定的。这里的任意一定需要满足在长度方向上可以装配1个调谐螺杆，例如，一个调谐螺杆的直径为8mm，则可以将波导调配段的长度方向尺寸可以设置为10。又例如，一个调谐螺杆的直径为25mm，则波导调配段的长度方向尺寸可以设置为30mm。在调配的过程中，可以根据调配的需要，逐段增加波导调配段的数量，最终在调匹配后，多个波导调配段的长度方向的尺寸之和也一般小于传统理论计算值，因此本技术的这种多个波导调配段所组成的调配器的总体积小，谐振腔品质因子低，因此其带宽可以提升。

9、为了增强调配器的调配能力和进一步的缩短长度方向的尺寸，减少波导调配段的数量，本实用新型还包括至少一个波导连接段；所述波导连接段上设置有轴线沿z方向的至少一个波导孔和至少一个螺栓孔；每个波导连接段的螺栓孔都套在连接螺栓上，使得所有波导连接段串在连接螺栓上；在所有波导连接段串在连接螺栓上时，波导连接段的波导孔与波导调配段的波导孔或者与另一个波导连接段的波导孔连通；波导连接段是一种法兰片，该法兰片的端面为x方向和y方向的相交面。

10、在本实用新型中，波导连接段与波导调配段的区别有：第一、二者长度方向尺寸不同，一般波导连接段是用于连接的，因此波导连接段的尺寸可以更小，其长度方向的尺寸没有调谐螺杆直径尺寸的限定。对于2450mhz频率，一般以5mm或8mm为一个单位。第二、波导连接段没有设置调谐螺杆。在使用过程中，可以设置为：1个波导调配段、1个波导连接段这样重复层叠，也可以2个波导调配段之间设置多个波导连接段，也可以将波导连接段设置在相邻的2个波导调配段的一侧，即波导连接段与波导调配段的组合可以是多样性的。因此，在某些时候，原本需要3个波导调配段才能调出匹配状态时，也可以用2个波导调配段并在2个波导调配段之间设置1个波导连接段的这种组合也可以调出匹配状态。相较于3个波导调配段的组合，设置了波导连接段后，可以减少波导调配段的数量，从而进一步减少长度方向的尺寸。同样的，波导连接段和波导调配段都设置有螺栓孔，因此波导连接段和波导调配段都可以理解为一个法兰结构，本实用新型所实现的调配器可以理解为多个不同功能作用的片状结构叠制所形成。

11、较佳的方案，波导调配段沿z方向的尺寸为：波导波长的5%~30%。

12、较佳的方案，波导连接段沿z方向的尺寸为：波导波长的1%~20%。

13、较佳的方案，所有波导调配段上都只有一个波导孔并且只有一个螺孔，所有的螺孔中都设置有一根调谐螺杆，所有的波导调配段上的波导孔的横截面形状都相同而且都对齐连通。这里的波导孔定义的传输线可以是任意的，以圆波导、矩形波导、椭圆波导、单脊波导、双脊波导和同轴线等。

14、较佳的方案，所有波导连接段上都只有一个波导孔，所有的波导连接段上的波导孔的横截面形状都与所述波导调配段上的波导孔的横截面形状相同而且都对齐连通。

15、关于波导连接段和波导调配段之间的位置，可以有至少一个所述波导连接段沿z方向位于两个相邻的波导调配段之间。也可以有至少一个所述波导连接段沿z方向位于至少两个或者更多相邻的所述波导调配段的一侧。

16、为了提高所述调配器的功率容量，至少一个所述调谐螺杆的进入所述波导孔内的顶端设置有一段金属柱。

17、为了可以方便地设置调配器的调配状态，至少一个所述调谐螺杆上设置有至少两个固定块。所述固定块上有与所述调谐螺杆上的螺纹相配的螺孔。所述调谐螺杆与其相配连接的至少两个固定块可以作为整体从所述波导调配段中取出。

18、较佳的方案，所有所述调谐螺杆上都设置有两个固定块。所述固定块上有与所述调谐螺杆上的螺纹相配的螺孔。所述调谐螺杆与其相配连接的两个固定块可以作为整体从所述波导调配段中取出。这时，两个固定块之间需要锁紧。

19、为了便于将所有的波导调配段和所有的波导连接段连成一体，避免所述波导孔中的微波泄漏出来，所述波导调配段和所述波导连接段上设置有至少2个螺栓孔。通过这些螺栓孔我们可以穿入连接螺栓，通过挤压的方式将所有波导调配段和波导连接段压紧。

20、较佳的方案，所述波导孔的横截面形状为都为矩形。至少有一个所述螺孔设置在所述波导调配段的波导孔的一个宽边或/和窄边上。

21、为了改进调配能力，便于使用直径较大的调谐螺杆，所述螺孔的轴线偏离所述波导孔的宽边的中心线的距离为工作波长的≥5%。

22、进一步地,至少有两个所述波导调配段，其中一个波导调配段上面有至少一个调谐螺杆沿y方向插入波导调配段的波导孔，另一个波导调配段上至少有一个调谐螺杆沿-y方向插入波导调配段的波导孔。较佳的方案，有两个所述波导调配段，其中一个波导调配段上面有一个调谐螺杆沿y方向插入波导调配段的波导孔，另一个波导调配段上有一个调谐螺杆沿-y方向插入波导调配段的波导孔。两根调谐螺杆的轴线沿x方向分别位于所述波导孔的宽边中心线的两侧。

23、一般情况下，为了进一步降低制造成本，所述波导调配段和波导连接段都设计成片状，片状零件的两个面相互平行，内部设计轴线与片状零件的两个面都垂直的波导孔。所有的波导调配段和波导连接段的外形相同，其中的波导孔的横截面形状也相同。

24、本实用新型公布了波导段增减可调的调配器的设计方案。通过采用不同的波导调配段和波导连接段，我们可以根据负载微波特性组合出不同的调配器。该调配器中从负载开始朝向微波源的方向的第一个调谐螺杆中心距离负载的距离可以小于采用普通三销钉调配器中的对应尺寸。在新型微波隧道炉中，根据负载的电特性和一只波导调配器中两根调谐螺杆进入波导孔中的深度，我们可以很容易地设置属于同一组的其它调配器的两根调谐螺杆进入波导孔中的深度。具体步骤是，第一步，采用一只样品调配器，分别调节两根调谐螺杆进入波导孔中的距离，实现微波源与负载之间的宽带匹配。如果无法实现匹配，可以考虑增减调配器中波导连接段的数目。在实现匹配的条件下，采用最少数目的波导连接段的方案为最佳方案。第二步，对于该样品调配器的每一根调谐螺杆，用第一个固定块将调谐螺杆与波导调配段锁紧。第三步，对于该样品调配器的每一根调谐螺杆，将第二固定块旋入并与第一个固定块锁紧。向外旋动第一个固定块，将调谐螺杆、第一个固定块和第二个固定块在相对位置固定的条件下从该样品带波导段的调配器上上取下。第四步，将其它调配器的两根调谐螺杆和两个固定块之间的相对位置按照样品调配器上的两根调谐螺杆的相对位置对应设置好并锁紧每根调谐螺杆上的两个固定块。第五步，将所有的调谐螺杆和固定块组件按照样品调配器中对应的调谐螺杆的插入深度插入各自对应的带波导段的调配器的波导调配段中并锁紧。