[發明專利]一種連續電控諧振腔及其控制系統

在審

• 申請號: 201710943476.2
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107732402A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 向勇;吳露;王聰
• 申請（專利權）人: 北京亦莊材料基因研究院有限公司
• 主分類號: H01P7/06
• 分類號: H01P7/06
• 代理公司: 北京創遇知識產權代理有限公司11577
• 代理人: 李芙蓉,馮建基

技術領域

本申請涉及微波技術領域，特別涉及一種連續電控諧振腔及其控制系統。

背景技術

目前，微波諧振腔探測器及微波諧振腔窄帶濾波器實現調頻的方式主要有：改變諧振腔的長度、添加介質、選擇高次諧波等。

其中，在改變諧振腔的長度時，可以通過增大或減小諧振腔的尺寸來降低提高頻率，但由于截止頻率和使用場景的限制，諧振腔的尺寸不能無限增大或減小。此外，尺寸越小，對元件的精度以及制作工藝的要求也就越高，因此，通過尺寸的調節來提高諧振頻率也受到了限制。

通過填充介質來實現諧振頻率的偏移，難以實現電控化，因為諧振頻率的偏移量與填充介質的介電常數及其體積有關，以填充白寶石為例，填充的體積越多諧振頻率減低越多。因此，調諧過程電控化是難以實現的。

通過高次諧波來實現諧振頻率的調整在理論上是可行的。但是，在實際應用的過程中，由于加工工藝等因素，高次諧波往往頻率選擇性變差、雜波多、品質因數降低等問題，因此多次諧波的調諧方式很難得到利用。

由此可見，當前亟需一種有效的諧振腔調諧方式。

發明內容

本發明的目的在于提供一種連續電控諧振腔及其控制系統，能夠對諧振腔的諧振頻率進行電控調節。

為實現上述目的，本申請提供一種連續電控諧振腔，所述諧振腔包括由鈦酸鍶鋇構成的圓柱體，所述圓柱體沿軸心線的方向開設有圓柱形空洞，所述圓柱體的外側附有第一電極，所述圓柱形空洞的內壁上附有第二電極；其中，所述第一電極與外導體相接觸，所述第二電極與中心導體相接觸；所述諧振腔內還設置有第一耦合環和第二耦合環，其中，所述第一耦合環用于向所述諧振腔內注入微波信號，所述第二耦合環用于從所述諧振腔內輸出微波信號。

進一步地，所述諧振腔內設置有與所述諧振腔的軸心線相垂直的上端蓋，所述上端蓋的中心開設有用于將所述中心導體穿過的通孔；所述上端蓋上通過SMA接頭連接所述第一耦合環和所述第二耦合環。

進一步地，所述中心導體的上端通過聯軸器與電機相連，所述中心導體的下端呈倒錐形，并且在所述中心導體的下端內嵌有探針，所述探針下方耦合有待測樣品。

為實現上述目的，本申請還提供一種控制系統，所述控制系統包括供電組件、放大電路以及控制板，其中：所述供電組件與220V交流電源相連，以將所述220V交流電源轉換為5V、15V以及200V的直流輸出電源；所述控制板與上位機相連，以接收所述上位機下發的控制指令，并生成與所述控制指令相對應的模擬電壓；所述控制板還與所述放大電路相連，以向所述放大電路提供所述模擬電壓；所述控制板還與所述供電組件相連，以接收所述供電組件提供的5V和15V直流輸出電源；所述放大電路與所述控制板相連，以接收所述控制板發來的模擬電壓，并將所述模擬電壓放大之后，將放大后的電壓提供給所述連續電控諧振腔，以在所述連續電控諧振腔的第一電極和第二電極之間產生電場；所述放大電路還與所述供電組件相連，以接收所述供電組件的200V直流輸出電源。

進一步地，所述供電組件中包括依次相連的整流電路、濾波電路以及穩壓電路，所述整流電路與所述220V交流電源相連，所述穩壓電路的輸出端提供5V、15V以及200V的直流輸出電源。

進一步地，所述控制板中包括中央處理器和數模轉換器，其中，所述中央處理器與所述上位機相連，以接收所述上位機下發的控制指令；所述中央處理器與所述數模轉換器相連，以向所述數模轉換器發送與所述控制指令相對應的數字信號，所述數字信號由所述數模轉換器轉換為所述模擬電壓。

進一步地，所述控制板中還包括模數轉換器，所述模數轉換器分別與所述放大電路的輸出端以及所述中央處理器相連；所述模數轉換器用于對所述放大電路的輸出電壓進行采樣，并將采樣結果反饋至所述中央處理器，以使得所述中央處理器對發送的數字信號進行修正。

與現有技術相比，本申請的技術方案包含以下優點：本發明采用鈦酸鍶鋇(BaxSr1-xTiO4)作為同軸諧振腔填充介質材料，把介質填充材料做成空心圓柱形以適用同軸諧振腔體由內外導體組成的內部結構，并在空心圓柱形的介質材料的內外側面加上電極。電極在不同的電壓下，形成不同強度的電場，從而實現介電常數的改變，進而實現諧振腔諧振頻率的調整。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的連續電控諧振腔的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的連續電控諧振腔的剖面圖；

圖3為本發明實施例提供的控制系統的結構示意圖。

具體實施方式