一种波导大功率匹配负载的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种波导大功率匹配负载，包括有水箱、一端开口的陶瓷管以及圆形波导，水箱的一端设有法兰盘，陶瓷管设置于所述水箱内，陶瓷管的开口端与法兰盘连接，圆形波导设置于陶瓷管内，圆形波导的一端穿过法兰盘的通孔伸出水箱外，圆形波导的管壁开有多个条形缝隙，水箱还设有进水口和出水口，圆形波导传输电磁波时，进水口与出水口共同配合形成水的流通通道。这种波导大功率匹配负载的吸收比率高，反射驻波比小，通过水的流动将吸收的热量带出水箱外，避免了水负载自身产生过高的温度，并且通过在圆形波导管壁上开设多个条形缝隙，使得该种水负载对于TE01模电磁波不需要进行模式转换，直接馈入圆形波导中即可进行功率吸收。
【专利说明】
一种波导大功率匹配负载
技术领域
[0001]本实用新型涉及微波传输技术领域，具体而言，涉及一种波导大功率匹配负载。
【背景技术】
[0002]目前，国内外采用的大功率毫米波匹配负载的吸收体为干负载。干负载是一种传统的匹配负载，其通常采用体积较大的固体吸收材料，如碳化硅、氮化硼等吸收材料作为微波吸收体，置在波导内部，通过波导外壁上的散热片或循环水将吸收的热量带走，达到功率微波吸收的目的。但是干负载功率容量较低，通常只能吸收数十瓦至数百瓦的微波功率，只能作为中等功率的微波匹配负载，无法作为大功率微波的匹配负载。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种波导大功率匹配负载，以解决现有干负载功率容量低，无法作为大功率微波匹配负载的问题。
[0004]本实用新型是这样实现的:
[0005]—种波导大功率匹配负载，包括水箱、一端开口的陶瓷管以及圆形波导，
[0006]所述水箱的一端设有法兰盘，
[0007]所述陶瓷管设置于所述水箱内，所述陶瓷管的开口端与所述法兰盘连接，
[0008]所述圆形波导设置于所述陶瓷管内，所述圆形波导的一端穿过所述法兰盘的通孔伸出所述水箱外，所述圆形波导的管壁开有多个条形缝隙，
[0009]所述水箱还设有进水口和出水口，所述圆形波导传输电磁波时，所述进水口与所述出水口共同配合形成水的流通通道
[0010]这种波导大功率匹配负载适用于高阶圆电模式，具有功率容量大、驻波比系数低以及密封性好的优点。其对于高平均功率的电磁波信号吸收比率高，反射驻波比小，将电磁波能量转换成水的热能后，通过水的流动将热量带出水箱外，避免了水负载自身产生过高的温度。并且通过在圆形波导管壁上开设多个条形缝隙，使得该种水负载对于TEo1模电磁波不需要进行模式转换，直接馈入圆形波导中即可进行功率吸收。
[0011]进一步地，所述多个条形缝隙沿所述圆形波导管壁的长度方向等间距设置。
[0012]将多个条形缝隙沿圆形波导的管壁的长度方向等间距设置，使得电磁波能量能够透过管壁上的缝隙均匀的完全的辐射出去，避免局部水温过高。
[0013]进一步地，所述波导大功率匹配负载还包括支撑件，
[0014]所述支撑件的一端与所述水箱的内侧壁固定连接，所述支撑件的另一端与所述陶瓷管的封闭端连接。
[0015]设置支撑件的好处在于，可以使陶瓷管与水箱之间的连接更加牢靠，以便于陶瓷管更好的保护及支撑圆形波导，避免陶瓷管相对水箱发生移动，造成整个水负载性能的降低。
[0016]进一步地，所述法兰盘的通孔处设有环形凹槽，
[0017]所述陶瓷管的开口端嵌置于所述环形凹槽内。
[0018]将陶瓷管设置于法兰盘的环形凹槽内的好处在于，一方面可以使得陶瓷管的安装更加紧固，另一方面是可以使陶瓷管与法兰盘连接处的密封性增强。
[0019]进一步地，所述波导大功率匹配负载还包括用于紧固所述法兰盘与所述陶瓷管之间连接的环形压板，所述环形压板套设于所述陶瓷管上，所述环形压板与所述法兰盘连接。
[0020]进一步地，所述圆形波导伸出所述水箱外的一端设置有用于连接所述法兰盘的连接部，所述连接部与所述法兰盘连接。
[0021 ]进一步地，所述波导大功率匹配负载还包括进水管，所述进水管穿过所述进水口伸入所述水箱内，向远离所述出水口的方向延伸。
[0022]进一步地，所述波导大功率匹配负载还设有承重底座，所述承重底座与所述水箱连接。通过设置承重底座，使得整个波导大功率匹配负载更便于运输及使用。
[0023]进一步地，所述水箱还设有上盖，所述上盖与所述承重底座连接。
[0024]上盖包覆于水箱的上半部分，边沿与承重底座连接，用于保护水箱，避免水箱遭到物理破坏等。
[0025]本实用新型提供的波导大功率匹配负载，具有功率容量大、驻波比系数低以及密封性好的优点，其对于高平均功率的电磁波信号吸收比率高，反射驻波比小，将电磁波能量转换成水的热能后，通过水的流动将热量带出水箱外，避免了水负载自身产生过高的温度。并且通过在圆形波导管壁上开设多个条形缝隙，使得该种水负载对于TEo1模电磁波不需要进行模式转换，直接馈入圆形波导中即可进行功率吸收。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
[0027]图1是本实用新型实施例提供的一种波导大功率匹配负载的横向剖面结构示意图；
[0028]图2是本实用新型实施例提供的另一种波导大功率匹配负载的横向剖面结构示意图；
[0029]图3是本实用新型实施例提供的另一种波导大功率匹配负载的横向剖面结构示意图；
[0030]图4是图3所提供的波导大功率匹配负载的纵向剖面结构示意图。
[0031]附图标记:
[0032]水箱101;陶瓷管102;圆形波导103;法兰盘104;通孔1041;进水口 105;出水口 106;支撑件107;环形凹槽108;环形压板109;连接部110;套设件1101;连接件1102;进水管111;承重底座112;上盖113。
【具体实施方式】
[0033]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0034]因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。
[0035]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0036]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0037]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0038]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0039]如图1所示，本实施例提供的波导大功率匹配负载，包括水箱101、一端开口的陶瓷管102以及圆形波导103。水箱101为圆柱形，其一端设有法兰盘104，另一端设有进水口 105和出水口 106。陶瓷管102位于水箱101内部，其开口端与法兰盘104连接。圆形波导103设置于陶瓷管102内，且圆形波导103的一端通过法兰盘104的通孔1041伸出水箱101外，圆形波导103的管壁上还开有多个条形缝隙。在圆形波导103内传输电磁波时，水箱101的进水口105与出水口 106共同配合形成水的流通通道，使得水在水箱101内部流动。
[0040]圆形波导103通常简称为圆波导，是截面形状为圆形的空心金属管，其只能够传输TE和TM导波，其中三个常用的模式为TE11JEo1以及TMo1 JE11模为圆波导的传输主模，TMo1为圆波导的传输次主模，TEo1为圆波导的高次模。当传输功率一定时，TEo1模随着频率的增高，损耗将减小，衰减常数变小，这一特性使得TEo1模适用作毫米波长距离低损耗传输。
[0041]现有的圆波导匹配负载进行电磁波功率吸收时，对于多模传输情况而言，TEn或TM01可以不经过模式转换直接吸收，而TEo1模则需要进行模式转换，如转为TE11模后再吸收，无法实现直接吸收。
[0042]本实施例提供的这种波导大功率匹配负载，适用于高阶圆电模式TEo1模，具有功率容量大、驻波比系数低以及密封性好的优点，除了能够实现直接吸收TEo1外，还可以承受几千瓦至几十千瓦平均功率的电磁波的功率吸收，是高能电磁波系统的理想吸收负载，尤其是长距离低损耗传输的高能毫米波系统的理想吸收负载。
[0043]该波导大功率匹配负载的工作原理是，在圆形波导103内传输电磁波时，电磁波能量通过管壁上的条形缝隙完全的辐射出去，一部分由陶瓷管102吸收，另一部分则透过陶瓷管1 2透射到水箱1I内的液态水中，此时进水口 105与出水口 106共同配合形成水的流通通道，水从进水口 105流进水箱101内后，吸收圆形波导103辐射出的电磁波能量，并逐渐通过出水口 106流出水箱1I外，进而也将热量带出水箱1I外，避免了水负载自身产生过高的温度，这样在水不断流入流出的过程中，实现了电磁波能量的吸收;并且通过在圆形波导103管壁上开设多个条形缝隙，使得该种水负载对于TEo1模电磁波不需要进行模式转换，直接馈入圆形波导103中即可进行功率吸收。
[0044]需要说明的是，本实施例中提供的陶瓷管102，具有较大的介电常数，对电磁波信号具有一定的吸收和传递作用，耐高温且密封，能够很好的隔离液态水。对于圆形波导103，其波导口的直径优选为32毫米。
[0045]在本实施例中，陶瓷管102的开口端是与法兰盘104连接，所以为了保证陶瓷管102整体的密封性，优选地，陶瓷管102与法兰盘104连接处的缝隙也进行密封设计，避免液态水从连接处的缝隙进入陶瓷管102内。
[0046]于不同的【具体实施方式】中，可以根据圆形波导103内传输的电磁波功率的大小调节相应的水的流动速度以及水箱101尺寸的大小，以便更高比率的吸收电磁波能量，而不在水箱101的腔体内产生高温现象。
[0047]为了使电磁波能量能够快速地完全辐射到陶瓷管102的管壁上，优选地，条形缝隙沿圆形波导103管壁的长度方向等间距设置，且各条形缝隙的长度不等。且条形缝隙等间距设置的另一好处是，电磁波能量可以均匀的辐射出去，避免局部水温过高。
[0048]如图2所示，优选地，水箱101内还设有用于固定陶瓷管102的支撑件107，支撑件107为圆台形，支撑件107的一端与位于进水口 105与出水口 106中间的水箱1I内侧壁连接，另一端与陶瓷管102的封闭端连接，安装完成后的支撑件107的中心轴线与法兰盘104的通孔1041的中心轴线相互重合，这样可以很好的保证陶瓷管102处于水平状态。设置支撑件107的好处在于，可以使陶瓷管102与水箱101之间的连接更加牢靠，以便于陶瓷管102更好的保护及支撑圆形波导103，避免陶瓷管102相对水箱101发生移动，造成整个波导大功率匹配负载吸收性能的降低。
[0049]对于陶瓷管102开口端与法兰盘104的具体连接结构，本实施例给出一种可能的实施方式，即在法兰盘104的通孔1041处设置环形凹槽108，陶瓷管102的开口端嵌置于环形凹槽108内，且在陶瓷管102与环形凹槽108的连接处采用密封的设计，保证陶瓷管102整体的密封性能。
[0050]为了进一步地加强陶瓷管102与法兰盘104连接的紧固性，该波导大功率匹配负载还设有环形压板109，环形压板109套设于陶瓷管102上，其内侧壁紧贴陶瓷管102的外管壁，环形压板109的板面与法兰盘104连接，通过这样的设计，一方面可以使陶瓷管102的安装更加牢靠，另一方面也可以进一步的增强陶瓷管102开口端与法兰盘104连接处的密封性。
[0051]如图3和图4所示，优选地，圆形波导103伸出水箱101外的一端还设置有用于连接圆形波导103与法兰盘104的连接部110。连接部110包括套设件1101和连接件1102。其中，套设件1101包覆在圆形波导103上，套设件1101的一端穿过通孔1041以及陶瓷管102的开口伸入陶瓷管102内；连接件1102呈环形，分别与套设件1101和法兰盘104连接。
[0052 ]对于连接部110，本实施例中优选为橡胶垫。
[0053]优选地，波导大功率匹配负载还设有进水管111，进水管111穿过进水口105伸入水箱101内，并向远离出水口 106的方向延伸。这样设计进水管111的好处在于，可以更好促进水箱101内水的流动。
[0054]由于水箱101整体为横向放置的圆柱形，这使得波导大功率匹配负载的整体不便于运输和使用，考虑到这一点，本实施例中，优选地，还包括有承重底座112，承重底座112本身设有半圆形凹槽，该半圆形凹槽的内半径与水箱101的外半径几乎相同，水箱101安装于承重底座112上的半圆形凹槽内，这样承重底座112—方面可以使整个波导大功率匹配负载便于运输使用，另一方面也对水箱101的下半部分起到保护作用。
[0055]进一步地，在设有承重底座112的基础上，本实施例中，波导大功率匹配负载还设有上盖113，上盖113盖覆于水箱101的上半部分，并与承重底座112连接，上盖113与承重底座112上的半圆形凹槽共同围合成保护水箱101的结构，防止水箱101的侧壁被物理破坏。
[0056]综上所述，本实用新型提供的波导大功率匹配负载，适用于高阶圆电模式，具有功率容量大、驻波比系数低以及密封性好的优点。其对于高平均功率的电磁波信号吸收比率高，反射驻波比小，将电磁波能量转换成水的热能后，通过水的流动将热量带出水箱101外，避免了水负载自身产生过高的温度。并且通过在圆形波导103管壁上开设多个条形缝隙，使得该种水负载对于TEo1模电磁波不需要进行模式转换，直接馈入圆形波导103中即可进行功率吸收。
[0057]为了更好的说明本实用新型，本实施例列举一些具体的实施方式，如下所示:
[0058]实施方式I
[0059]—种波导大功率匹配负载，包括水箱101、一端开口的陶瓷管102以及圆形波导103，所述水箱101的一端设有法兰盘104，所述陶瓷管102设置于所述水箱101内，所述陶瓷管102的开口端与所述法兰盘104连接，所述圆形波导103设置于所述陶瓷管102内，所述圆形波导103的一端穿过所述法兰盘104的通孔1041伸出所述水箱101外，所述圆形波导103的管壁开有多个条形缝隙，所述水箱101还设有进水口 105和出水口 106，所述圆形波导103传输电磁波时，所述进水口 105与所述出水口 106共同配合形成水的流通通道。
[0060]所述多个条形缝隙沿所述圆形波导103管壁的长度方向等间距设置。所述圆形波导103的传输入口的直径为32毫米。
[0061 ]实施方式2
[0062]—种波导大功率匹配负载，包括水箱101、一端开口的陶瓷管102以及圆形波导103，所述水箱101的一端设有法兰盘104，所述陶瓷管102设置于所述水箱101内，所述陶瓷管102的开口端与所述法兰盘104连接，所述圆形波导103设置于所述陶瓷管102内，所述圆形波导103的一端穿过所述法兰盘104的通孔1041伸出所述水箱101外，所述圆形波导103的管壁开有多个条形缝隙，所述水箱101还设有进水口 105和出水口 106，所述圆形波导103传输电磁波时，所述进水口 105与所述出水口 106共同配合形成水的流通通道。
[0063]所述波导大功率匹配负载还包括支撑件107，所述支撑件107的一端与所述水箱101的内侧壁固定连接，所述支撑件107的另一端与所述陶瓷管102的封闭端连接。
[0064]所述法兰盘104的通孔1041处设有环形凹槽108，所述陶瓷管102的开口端嵌置于所述环形凹槽108内。
[0065]所述波导大功率匹配负载还包括用于紧固所述法兰盘104与所述陶瓷管102之间连接的环形压板109，所述环形压板109套设于所述陶瓷管102上，所述环形压板109与所述法兰盘104连接。
[0066]所述圆形波导103伸出所述水箱101外的一端设置有用于连接所述圆形波导103与所述法兰盘104的连接部110，所述连接部110与所述法兰盘104连接。
[0067]实施方式3
[0068]—种波导大功率匹配负载，包括水箱101、一端开口的陶瓷管102以及圆形波导103，所述水箱101的一端设有法兰盘104，所述陶瓷管102设置于所述水箱101内，所述陶瓷管102的开口端与所述法兰盘104连接，所述圆形波导103设置于所述陶瓷管102内，所述圆形波导103的一端穿过所述法兰盘104的通孔1041伸出所述水箱101外，所述圆形波导103的管壁开有多个条形缝隙，所述水箱101还设有进水口 105和出水口 106，所述圆形波导103传输电磁波时，所述进水口 105与所述出水口 106共同配合形成水的流通通道。
[0069]所述波导大功率匹配负载还包括进水管111，所述进水管111穿过所述进水口105伸入所述水箱1I内，向远离所述出水口 106的方向延伸。
[0070]所述波导大功率匹配负载还设有承重底座112，所述承重底座112与所述水箱101连接。所述水箱101还设有用于保护所述水箱101的上盖113，所述上盖113与所述承重底座112连接。
[0071]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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。
【主权项】
1.一种波导大功率匹配负载，其特征在于，包括水箱、一端开口的陶瓷管以及圆形波B寸， 所述水箱的一端设有法兰盘， 所述陶瓷管设置于所述水箱内，所述陶瓷管的开口端与所述法兰盘连接， 所述圆形波导设置于所述陶瓷管内，所述圆形波导的一端穿过所述法兰盘的通孔伸出所述水箱外，所述圆形波导的管壁开有多个条形缝隙， 所述水箱还设有进水口和出水口，所述圆形波导传输电磁波时，所述进水口与所述出水口共同配合形成水的流通通道。2.根据权利要求1所述的波导大功率匹配负载，其特征在于，所述多个条形缝隙沿所述圆形波导管壁的长度方向等间距设置。3.根据权利要求1所述的波导大功率匹配负载，其特征在于，所述波导大功率匹配负载还包括支撑件， 所述支撑件的一端与所述水箱的内侧壁固定连接，所述支撑件的另一端与所述陶瓷管的封闭端连接。4.根据权利要求3所述的波导大功率匹配负载，其特征在于，所述法兰盘的通孔处设有环形凹槽， 所述陶瓷管的开口端嵌置于所述环形凹槽内。5.根据权利要求4所述的波导大功率匹配负载，其特征在于，所述波导大功率匹配负载还包括用于紧固所述法兰盘与所述陶瓷管之间连接的环形压板， 所述环形压板套设于所述陶瓷管上， 所述环形压板与所述法兰盘连接。6.根据权利要求5所述的波导大功率匹配负载，其特征在于，所述圆形波导伸出所述水箱外的一端设置有用于连接所述法兰盘的连接部， 所述连接部与所述法兰盘连接。7.根据权利要求1所述的波导大功率匹配负载，其特征在于，所述波导大功率匹配负载还包括进水管， 所述进水管穿过所述进水口伸入所述水箱内，向远离所述出水口的方向延伸。8.根据权利要求1所述的波导大功率匹配负载，其特征在于，所述波导大功率匹配负载还设有承重底座， 所述承重底座与所述水箱连接。9.根据权利要求8所述的波导大功率匹配负载，其特征在于，所述水箱还设有用于保护所述水箱的上盖， 所述上盖与所述承重底座连接。10.根据权利要求1所述的波导大功率匹配负载，其特征在于，所述圆形波导的传输入口的直径为32毫米。
【文档编号】H01P1/24GK205429129SQ201620177927
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】伍捍东, 魏茂华
【申请人】江苏恒达微波技术开发有限公司