[發明專利]一種帶隔離的微波注入設備

在審

• 申請號: 202110353542.7
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112952333A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 王清源
• 申請（專利權）人: 成都市吉亨特科技有限公司
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16;H05B6/64
• 代理公司: 成都蓉創智匯知識產權代理有限公司 51276
• 代理人: 趙雷

本發明公布了一種帶隔離的微波注入設備的設計方案。首先讓一個空腔的若干微波源之間實現隔離。這種隔離是通過在該空腔的若干輸入端前設置濾波調配器件或銷釘調配器來實現的。這些濾波調配器件的通帶的中心頻率彼此錯開，各濾波調配器件的相對帶寬都比較窄。任何一支濾波調配器件的電參數是可以根據所述空腔和與之相連的微波源的工作狀態變化調整的。通過本發明，我們可以將小功率的固態微波源的能量同時注入到一個空腔中，也可以通過鎖相技術讓單只固態微波源鎖定一只功率大得多的電真空微波源，在通過一個空腔匯聚獲得低成本高品質的大功率微波源。本發明可以用于至少兩個領域：微波能應用和微波輸能技術。

技術領域

本發明涉及一種帶隔離的微波注入設備。具體地說，是涉及一種利用不同頻率的微波源進行功率合成或進行微波能應用的裝置。

背景技術

微波源主要包括電真空微波源和固態微波源兩種。低功率電真空微波源，特別是千瓦量級的磁控管具有單位功率成本低的優點。高功率電真空微波源，特別是數十千瓦量級的磁控管具有效率高的特點。但是，低功率磁控管的頻譜比較寬，頻率穩定性差，應用效果普遍較差。高功率電真空微波源的價格優勢不夠明顯，一般需要高功率環形器來改善工作的穩定性。高功率環形器的插入損耗、可靠性和成本問題也限制了高功率電真空微波源的使用。而且，電真空微波源普遍存在工作狀態受負載牽引影響的問題。相比之下，固態微波源的頻譜窄、工作穩定。但是固態微波源存在單管功率太低的問題。

人們普遍采用多個微波放大器利用功率合成技術獲得更高的功率，。對于規模較大的功率合成微波源，多路功率分配器和功率合成器的插損、隔離度、各輸端口的幅度和相位一致性等都會影響到合成效率。普通技術合成的微波源的整體效率還會因為各放大器的幅度、頻率和相位偏離設計值而降低。任意一個微波放大器的損壞或性能下降都會嚴重地影響輸出功率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單的微波功率注入和合成技術。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種帶隔離的微波注入設備，包括一個空腔和至少兩個與所述空腔連通的微波源，其中有至少兩個微波源A，每個所述微波源A通過一只濾波調配器件與所述空腔連通。這里的每只濾波調配器件的作用有兩個，調整通帶的頻率并實現每個微波源A與所述空腔之間的匹配。

為了防止各微波源A因為互耦而相互影響，導致微波能量回轟某些微波源A，影響其工作、降低能量效率甚至燒毀該微波源A，我們讓每只所述濾波調配器件的輸入端口之間相互隔離。這種隔離度至少達到10dB，達到20dB或者超過30dB更好。以上每只所述濾波調配器件的輸入端口之間的較高的相互隔離可以通過適當選取所述各濾波調配器件的通帶中心頻率和通帶寬度來完成。

為了減小所述空腔和所述各微波源A在工作過程中性能的變化導致的各輸入端口的反射，至少一只特定的所述濾波調配器件為可調濾波調配器件，可以在保證該濾波調配器件的輸入端口與其它所述濾波調配器件的輸入端口之間一定隔離度的條件下調節所述空腔和與該濾波調配器件相連的微波源A之間的匹配。一種情況，所述濾波調配器件都為自動可調濾波調配器件，比如自動可調銷釘調配器。

所有所述微波源A之間是不相干的，它們產生的微波的頻率不同，相位之間的差值是隨時間變化的。它們的頻率之間的相對差值在一定范圍內：所有所述微波源A的最低中心工作頻率為f1,最高中心工作頻率為f2，f2與f1的比值小于2；所有所述微波源A的中心頻率之間相差大于0.04％。較佳的設計，f2與f1的比值小于1.5，針織更小。所述微波源A的數目可以為多個，比如3個，也可以為數十個甚至數百個。

本發明的一種實現方式是構成功率合成裝置：在所述空腔的殼體上還設置有至少一個微波輸出端。來自各微波源A的頻率不同的微波諸如所述空腔，再通過所述微波輸出端輸出，用于微波輸能技術等用途。