[發明專利]一種C波段百千瓦級穩態高功率水冷微波切換器

有效

• 申請號: 202110379665.8
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113097668B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 趙連敏;張立元;朱梁;馬文東;周泰安
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01P1/12
• 分類號: H01P1/12;H05K7/20;G21B1/05
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種C波段百千瓦級穩態高功率水冷微波切換器，其特征在于：包括腔體單元、微波滑塊單元、遠程控制單元、動態密封水冷單元以及三個外接直波導；

所述腔體單元內的微波腔體通過橡膠密封保持系統內1-3bar氣壓，所述微波滑塊單元位于腔體單元內；所述腔體單元外側連接有所述三個外接直波導，分別與兩個速調管微波源和微波傳輸鏈路連接；

所述微波滑塊單元上設置有一個直波導和H面換向波導，遠程控制單元設置在腔體單元的上側且與微波滑塊單元連接，用于控制微波滑塊單元在腔體單元內上下移動，從而在遠離輻射區域實現微波滑塊單元中直波導和H面換向波導之間的切換；所述微波滑塊單元的直波導上、下方設置有水冷槽，H面換向波導切角彎處設置有水冷槽，且連接到動態密封水冷單元；

所述動態密封水冷單元包括進出水口、水管及波紋管，用于移除高功率穩態運行時產生的熱量；

所述遠程控制單元包括二位五通電磁閥、第一波紋管、上位置開關、下位置開關、氣缸、電磁閥支撐底座；電磁閥有一個進氣孔、兩個出氣孔和兩個排氣孔，接受信號指令，控制氣流方向；進氣孔連接氣源，一個出氣孔接氣缸的上進排氣孔，一個出氣孔接氣缸的下進排氣孔；當氣缸下進氣，氣缸帶動微波滑塊單元向上運動，波紋管收縮，微波滑塊單元運行至腔體頂部的上限位蓋板位置時，微波滑塊單元的直波導位于微波傳輸通道內，上位置開關被觸發并發出位置信號，確定此時微波滑塊單元的位置；當氣缸上進氣，氣缸帶動微波滑塊單元向下運動，第一波紋管伸長，微波滑塊單元運行至腔體底部的下限位蓋板位置時，微波滑塊單元的H面換向波導位于微波傳輸通道內，下位置開關被觸發并發出位置信號，確定此時微波滑塊單元的位置，氣缸固定在蓋板上。

2.根據權利要求1所述的一種C波段百千瓦級穩態高功率水冷微波切換器，其特征在于：腔體單元含有空心腔、上下蓋板；空心腔的三個側面分別設計有裝配法蘭，用于與速調管和微波傳輸鏈路連通；空心腔與上下蓋板之間通過密封圈實現氣密封，三面的外接直波導與腔體單元之間通過端面密封圈實現氣密封。

3.根據權利要求1所述的一種C波段百千瓦級穩態高功率水冷微波切換器，其特征在于：微波滑塊單元正常工作狀態時，微波滑塊單元中直波導直接連通速調管微波源和微波傳輸鏈路；一旦該路的速調管出現故障，遠程控制單元控制微波滑塊單元在腔體單元中移動，使得H面換向波導的輸入端與備用速調管微波源連接，輸出端與微波傳輸鏈路相連，實現故障速調管和備用速調管的有效切換功能，且直波導上、下方和H面切角彎各設置有水冷槽，用于移除高功率運行時產生的熱量。

4.根據權利要求1所述的一種C波段百千瓦級穩態高功率水冷微波切換器，其特征在于：動態密封水冷單元用于移除高功率穩態時產生的熱量，包括進出水口、水管及波紋管；滑塊上升或下降過程中產生的位移量通過波紋管的伸縮吸收，波紋管與腔體頂部以及進出水口采用橡膠密封，這樣在運動過程中能夠保持水流通道內5bar的壓力，實現動態密封。

5.根據權利要求1所述的一種C波段百千瓦級穩態高功率水冷微波切換器，其特征在于：水冷管路上安裝有溫度探測儀、壓力監控儀、流量傳感儀，分別對溫度、壓力和流量進行監測，各外接直波導以及H面切角彎水槽通過卡套接頭實現與水管的對接。

6.根據權利要求1所述的一種C波段百千瓦級穩態高功率水冷微波切換器，其特征在于：所述的腔體單元、微波滑塊單元、三個外接直波導采用鋁材，動態密封水冷單元采用不銹鋼材料。

7.根據權利要求1所述的一種C波段百千瓦級穩態高功率水冷微波切換器，其特征在于：微波滑塊單元在滑動過程中通過腔體的上下蓋板的位置開關限位，從而對接外接直波導。

8.根據權利要求1所述的一種C波段百千瓦級穩態高功率水冷微波切換器，其特征在于：H面換向波導的上方設計有連接塊，連接塊和遠程控制單元通過螺釘裝配在一起。