[發明專利]一種15kW/2450MHz注入鎖頻磁控管

有效

• 申請號: 201410193925.2
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN105097387B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 楊宋寒;劉友春;袁正勇;王榮川;吳云龍;張躍;孫陵斌
• 申請（專利權）人: 南京三樂微波技術發展有限公司
• 主分類號: H01J23/00
• 分類號: H01J23/00;H01J25/50;H01J23/36;H01J23/15
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及磁控管技術領域，具體而言涉及一種15kW/2450MHz注入鎖頻磁控管。

背景技術

在2450MHz頻段，現有的單只磁控管的功率只能做到30kW，壽命2000小時，輸出功率與壽命非常有限。工業生產中加熱對象往往體積龐大，微波功率不夠高將直接影響加熱效果，并嚴重制約生產規模，遠不能滿足大規模工業連續生產的需求。

目前在微波加熱領域，功率合成技術使用的是非相干功率合成，也就是簡單將多個磁控管作為獨立微波源進行非相干功率合成，這樣將造成功率合成效率低、難以消除磁控管之間相互之間的干擾，嚴重影響微波源的工作穩定性和工作壽命，甚至直接損壞微波源。原因是現有技術對連續波磁控管頻率的控制精度不高，因此磁控管的頻率離散型較大，一般在2450MHz±30MHz，遠不能滿足注入鎖頻連續波磁控管對鎖頻帶寬的要求以及相干功率合成對連續波磁控管頻率的要求，即穩定工作在2450MHz。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷或不足，本發明目的在于提供一種15kW/2450MHz注入鎖頻磁控管，頻率穩定度高，并可延長磁控管的使用壽命，滿足不同行業對2450MHz頻率段連續波磁控管的工作需求，同時在在注入信號的控制下，連續波磁控管將穩定工作在2450MHz，可滿足相干功率合成的要求，采用相干功率合成技術能獲得幾百上千千瓦甚至更高的高頻率穩定度的微波輸出功率，滿足大規模工業應用的實際需求。

為達成上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種2450MHz/15kW注入鎖頻磁控管，包括注入源、第一三端環形器、第二三端環形器、激勵腔、磁控管以及電磁鐵，所述注入源與所述第一三端環形器的第一端連接，所述第一三端環形器的第二端與所述第二三端環形器的第一端連接，所述第二三端環形器的第二端與所述激勵腔連接，所述磁控管以及所述電磁鐵固定在所述激勵腔上；所述第一三端環形器的第三端與一吸收負載連接用于吸收反射功率；所述第二三端環形器的第三端輸出至負載；其中：

所述注入源通過所述第一三端環形器和第二三端環形器將2450MHz微波信號注入所述磁控管，磁控管的振蕩頻率被所注入信號頻率控制，并將微波能輸出至所述負載；

所述磁控管的外觀品質因數取值在100～120，其頻率在2450MHz±2.5MHz，連續波輸出功率≥15kW。

進一步的實施例中，所述激勵腔為標準BJ-22型激勵腔。

進一步的實施例中，所述注入源為固態注入源，其注入功率為200W，頻率為2450MHz。

進一步的實施例中，所述磁控管包括腔體組合、輸出窗組合、引線組合和散熱器，其中：

所述腔體組合由以下部分組成：圓柱形腔體；位于圓柱形腔體內的并呈瓣狀分布的多個腔體翼片，腔體翼片的水路結構構成V型水路冷卻結構；設置在圓柱形腔體外周的水冷套，水冷套內圍繞所述圓柱形腔體設有帶孔的隔水環；設置在圓柱形腔體內部兩端、用于增加模式分割度的大、小隔型帶，大隔型帶位于小隔型帶的外周并具有一間隙；插入所述水冷套內并用于冷卻水注入和排出的水管；以及連接在腔體翼片上的輸出天線；

所述輸出窗組合與腔體組合的一端連接并形成密封結構，所述輸出天線的另一端位于所述輸出窗組合的內部并且不接觸輸出窗組合的內壁；

腔體組合的另外一端與所述引線組合焊接，所述引線組合上遠離腔體組合的位置焊接有散熱器。

進一步的實施例中，所述腔體翼片在沿所述瓣狀分布方向的內部形成有狹孔，所述腔體翼片之間的狹孔與所述水冷套構成水冷卻通道，且相鄰腔體翼片之間的狹孔構成所述V型水路冷卻結構。

進一步的實施例中，所述水管包括進水管和出水管，進水管插入所述水冷套內并延伸穿過所述隔水環，所述出水管插入所述水冷套并向內延伸至不超過所述隔水環的位置。

進一步的實施例中，所述大隔型帶與小隔型帶之間的距離值在0.7mm～0.8mm。

進一步的實施例中，所述輸出天線的直徑值在4.5mm～5.5mm，所述輸出天線在伸出所述腔體的高度值在39mm～41mm。

進一步的實施例中，所述輸出天線與大隔型帶的間距值為0mm～0.4mm。

進一步的實施例中，所述輸出窗組合包括蓋和輸出窗，輸出窗為陶瓷材料制作成一U形狀結構，該U形結構的開口與蓋連接，所述蓋與一下級靴連接形成密封結構，所述輸出天線的一端與腔體翼片連接，其另一端伸入該U形結構的開口內部。