[發(fā)明專利]液體式高功率微波矩形波導(dǎo)衰減器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010268932.6
• 申請(qǐng)日: 2010-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN101950835A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高博;童玲;趙紫正;葛翼詩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01P1/22
• 分類號(hào): H01P1/22
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 詹福五

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域中的微波器件，特別是一種與功率微波測量系統(tǒng)配套用液體式高功率微波矩形波導(dǎo)衰減器。該衰減器在使用中把高功率信號(hào)衰減到測量系統(tǒng)能夠測量的范圍之內(nèi)，以便對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和測量并提高其測試精度。

背景技術(shù)

微波衰減器是微波系統(tǒng)中最常用的元件之一，尤其是在功率微波測量系統(tǒng)中，往往需利用衰減器把功率信號(hào)衰減到測量系統(tǒng)能夠測量的范圍之內(nèi)，再對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和測量，并提高其測試精度。目前常見的大功率微波衰減器分為干式衰減器和液體衰減兩類。干式衰減器利用固體作為微波吸波材料，其衰減量隨頻率不穩(wěn)定，因而此種類型的衰減器一般工作在固定頻點(diǎn)，并且固體衰減器散熱效率低、所以此類衰減器承受的功率也有限。液體衰減器主要采用水作為衰減材料，水是一種常用的的微波吸收材料同時(shí)也能有效地帶走熱量；名稱為《高功率矩形波導(dǎo)可調(diào)衰減器的仿真設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)》(《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2008年7月第38卷第4期、P589-592)所公開的技術(shù)即屬于此類液體衰減器，該衰減器以水為衰減液，容器結(jié)構(gòu)為刀(片)形(即其腔內(nèi)的衰減液也為下口部呈弧形的刀片形)，在波導(dǎo)窄槽兩邊沿縱向豎起兩塊金屬板，平板頂面放一凸形上蓋板，蓋板中心有螺桿，螺桿帶動(dòng)傳動(dòng)板，傳動(dòng)板帶動(dòng)容器在波導(dǎo)中上下移動(dòng)，其目的是通過改變?nèi)萜髟诓▽?dǎo)中的位置來改變衰減器的衰減量。該衰減器一是由于采用水作為衰減介質(zhì)，水雖然是一種常用的的微波吸收材料，但其穩(wěn)定性差，相對(duì)于不同的工作頻點(diǎn)其波動(dòng)性大；二是衰減介質(zhì)(液)的形狀為刀片形，液量少，因此衰減器的衰減量小、功率容量小且散熱效率低；以該文所述結(jié)構(gòu)為例：其最大衰減量僅為10.3dB、所能承受的最大平均功率僅1.5KW左右、且只能在2.45GHz下穩(wěn)定工作。因此，該類衰減器存在衰減介質(zhì)(液)的工作頻帶窄、不同頻點(diǎn)下的性能差別大、穩(wěn)定性差，對(duì)熱量的排除有限、所能承受的最大平均功率較低，亦不適合作為大功率微波衰減器使用等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)存在的缺陷，研究設(shè)計(jì)一種液體式高功率微波矩形波導(dǎo)衰減器，以有效擴(kuò)大其穩(wěn)定工作的頻帶范圍及衰減器的功率容量，大幅度提高其散熱效率、功率衰減量及所能承受的最大平均功率；從而達(dá)到可與功率微波測量系統(tǒng)配套、用于將大功率信號(hào)衰減到測量系統(tǒng)能夠測量的范圍之內(nèi)，以便于對(duì)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確分析和測量、并有效提高其測試精度，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍等目的。

本發(fā)明的解決方案是針對(duì)背景技術(shù)衰減介質(zhì)(液)工作頻帶窄、穩(wěn)定性差，功率容量小、散熱效率低，所能承受的最大平均功率小等弊病；采用鹽溶液作為衰減介質(zhì)以克服工作頻帶窄、穩(wěn)定性差的缺陷，而采用前、后側(cè)面為斜面的梯形體容器作為衰減液容器、將梯形體容器順軸向(沿微波傳輸方向)置于波導(dǎo)體內(nèi)腔中，并與設(shè)于波導(dǎo)體外的衰減液強(qiáng)制循環(huán)冷卻系統(tǒng)連通，在大量增加衰減液的的同時(shí)、將高溫液體介質(zhì)從梯形體容器內(nèi)輸?shù)讲?!-- SIPO -->導(dǎo)體外的散熱系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)散熱，以穩(wěn)定衰減液溫度，從而達(dá)到穩(wěn)定衰減器衰減量、大幅度提高其功率容量并克服液體衰減介質(zhì)因持續(xù)吸收微波功率而導(dǎo)致溫度過高的弊端。因此，本發(fā)明包括波導(dǎo)體，設(shè)有衰減液進(jìn)、出口的衰減液容器及其固定機(jī)構(gòu)，盛于容器內(nèi)的衰減液，關(guān)鍵在于在波導(dǎo)體外還設(shè)有一含衰減液冷卻箱(罐)、循環(huán)泵及衰減液循環(huán)管在內(nèi)的強(qiáng)制循環(huán)冷卻系統(tǒng)，而衰減液為鹽溶液，衰減液容器則是前、后側(cè)面為斜面的梯形體容器，在梯形體容器的上、下底部還分別設(shè)有衰減液進(jìn)、出液管口，在波導(dǎo)體上部蓋板及下底部對(duì)應(yīng)于梯形體容器上的衰減液進(jìn)、出液管口部位還分別設(shè)有與衰減液強(qiáng)制循環(huán)冷卻系統(tǒng)連接的衰減液進(jìn)、出液管接頭，在梯形體容器的上底面與蓋板之間還設(shè)有固定、密封墊；梯形體容器順軸向置于波導(dǎo)體內(nèi)腔中、其底部的出液管口插入波導(dǎo)體衰減液出液管接頭內(nèi)，并通過設(shè)于梯形體容器上底面的固定、密封墊及蓋板與波導(dǎo)體固定成一體，梯形體容器衰減液進(jìn)液管口與蓋板上的衰減液進(jìn)液管接頭之間亦通過固定、密封墊密封，而衰減液出液管口與波導(dǎo)體出液管接頭之間則通過密封圈密封，波導(dǎo)體上的衰減液進(jìn)、出液管接頭則通過循環(huán)管與強(qiáng)制循環(huán)冷卻系統(tǒng)連接。

上述梯形體衰減液容器為石英玻璃梯形體容器。而所述鹽溶液為硫酸鈉溶液或氯化鈉溶液，溶液的濃度為1-3wt％。