專利名稱：一種輻射式微波矩形波導(dǎo)衰減器的制作方法
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，特別是一種與大功率微波測(cè)量系統(tǒng)配套用輻射式矩形波導(dǎo)衰減器。該衰減器在使用中把大功率信號(hào)衰減到測(cè)量系統(tǒng)能夠測(cè)量的范圍之內(nèi)，以便對(duì)其進(jìn)行分析和測(cè)量，并提高測(cè)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，尤其是在大功率微波測(cè)量系統(tǒng)中， 往往需利用衰減器把功率信號(hào)衰減到測(cè)量儀器能夠測(cè)量的范圍之內(nèi)，再對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析和測(cè)量，并提高其測(cè)試精度。目前常見的大功率微波衰減器分為液體衰減器和干式衰減器兩類。液體衰減器主要采用水作為衰減材料，水是一種良好的微波吸收材料同時(shí)也能有效地帶走熱量，在波導(dǎo)內(nèi)部有用玻璃、石英或其它微波低損耗材料做成的管狀或錐狀的水室，再配合外圍的水循環(huán)回路，對(duì)微波實(shí)現(xiàn)大功率衰減。在公告號(hào)為CN101950835A，發(fā)明名稱為 《液體式高功率微波矩形衰減器》的專利文獻(xiàn)中公開了一種液體波導(dǎo)衰減器。該衰減器采用一定濃度的鹽溶液作為衰減液，在矩形波導(dǎo)壁開槽內(nèi)部放置承裝衰減液的石英玻璃容器， 外部連接液體循環(huán)溫控系統(tǒng)進(jìn)行散熱。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了較高的散熱效率且穩(wěn)定性好，但由于液體衰減器水室容易破碎、或者因粘接強(qiáng)度不夠而漏水，存在安全隱患，同時(shí)此類衰減器結(jié)構(gòu)龐大、復(fù)雜。干式衰減器一般是將固體衰減材料填充在矩形波導(dǎo)之中用以吸收微波、從而達(dá)到衰減效果。為了滿足駐波比的要求，吸收材料前端一般是楔形(尖劈狀)、階梯狀等結(jié)構(gòu)。 但是此類固體衰減器散熱效率低，承受的功率也有限。在公告號(hào)為CN101989673A，發(fā)明名稱為《大功率微波固體波導(dǎo)衰減器》的專利文獻(xiàn)中公開了一種新型干式衰減器。該發(fā)明包括外部帶散熱片的波導(dǎo)體及設(shè)于波導(dǎo)體密封腔內(nèi)的衰減片，波導(dǎo)兩側(cè)還分別設(shè)有導(dǎo)熱油儲(chǔ)油杯，波導(dǎo)密封腔采用金屬隔離片將其順軸向分隔成前、后兩側(cè)連通的一組隔離腔的密封腔， 而在密封腔的兩側(cè)還分別設(shè)有一與儲(chǔ)油杯連通的導(dǎo)熱油進(jìn)、出口，密封腔及其各隔離腔內(nèi)均充滿用于散熱的導(dǎo)熱油；該專利采用分割電場(chǎng)技術(shù)及導(dǎo)熱裝置有效提高了功率容量，但其衰減片的結(jié)構(gòu)在大功率情況下由于前端熱量集中而易導(dǎo)致斷裂；加之多處密封結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，因而易由于密封缺陷導(dǎo)致縫隙處打火或產(chǎn)生測(cè)試誤差；此外，非循環(huán)設(shè)計(jì)的散熱裝置以及導(dǎo)熱油在長時(shí)間加熱情況下可能沸騰，也存在安全隱患。

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)一種輻射式微波矩形波導(dǎo)衰減器，以大幅度提高散熱效率、功率信號(hào)衰減量及所能承受的最大平均功率，有效擴(kuò)大穩(wěn)定工作的頻帶范圍；從而達(dá)到可與功率微波測(cè)量系統(tǒng)配套、用于將大功率信號(hào)衰減到測(cè)量系統(tǒng)能夠測(cè)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(cè)量、并有效提高其測(cè)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)結(jié)構(gòu)龐雜及散熱效率仍較低的弊病，通過在矩
3形波導(dǎo)體(殼體)上直接開設(shè)微波輻射縫以便將其中部分微波能量輻射(溢出)出矩形波導(dǎo)體，同時(shí)在波導(dǎo)體的外表面設(shè)置衰減片(吸波片)用以吸收輻射出的微波，并采用帶散熱片的微波密封殼將衰減片密封、以防止微波外泄，從而在簡化衰減器的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上有效提高功率信號(hào)衰減量和散熱效率；本發(fā)明即以此實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。因此本發(fā)明矩形波導(dǎo)衰減器包括帶波導(dǎo)腔的矩形波導(dǎo)體、衰減片、散熱片，關(guān)鍵在于在矩形波導(dǎo)體的四個(gè)側(cè)壁上還分別開設(shè)有微波輻射縫，衰減片則設(shè)于矩形波導(dǎo)體的外表面并將微波輻射縫覆蓋，在衰減片上還設(shè)有防止微波外泄的微波密封殼，而散熱片則設(shè)于微波密封殼體上；各衰減片緊貼于矩形波導(dǎo)體的外表面上，微波密封殼罩于衰減片后與波導(dǎo)體外壁緊固連接成一體。所述在矩形波導(dǎo)體的四個(gè)側(cè)壁上還分別開設(shè)有微波輻射縫，各微波輻射縫為順波導(dǎo)體軸向或/和與軸向垂直的橫向方式分別開設(shè)于矩形波導(dǎo)體的各側(cè)壁上。當(dāng)矩形波導(dǎo)體上采用順軸向和橫向的混合方式開設(shè)微波輻射縫時(shí)，在矩形波導(dǎo)體的一組對(duì)稱的側(cè)壁上采用順波導(dǎo)體軸向開設(shè)微波輻射縫時(shí)、在另一組對(duì)稱的側(cè)壁上則采用與軸向垂直的方式開設(shè)微波輻射縫。本發(fā)明由于在矩形波導(dǎo)體側(cè)壁上開設(shè)了既可切斷波導(dǎo)體側(cè)壁上的傳導(dǎo)電流、又可將波導(dǎo)體內(nèi)的部分電磁能量經(jīng)微波帶出波導(dǎo)體外的微波輻射縫，經(jīng)微波輻射縫帶出的能量又被設(shè)于波導(dǎo)體外壁上的衰減片吸收并被設(shè)于微波密封殼上的散熱片耗散；此外，本發(fā)明由于將衰減片直接設(shè)于波導(dǎo)體的金屬殼體上，既提高了傳熱效率、又可充分利用設(shè)于微波密封殼上的散熱片加速其熱量的耗散；本發(fā)明還可通過改變波導(dǎo)壁上微波輻射縫隙的寬窄、位置、傾角來改變衰減量的大小及其頻率響應(yīng)指標(biāo)。因而，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，可有效將大功率信號(hào)衰減到測(cè)量系統(tǒng)能夠測(cè)量的范圍之內(nèi)，且衰減頻率范圍寬、回波損耗小、可靠性高等特點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明衰減器結(jié)構(gòu)示意圖(軸測(cè)圖)；圖2為本發(fā)明衰減器及具體實(shí)施方式
中的波導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖(軸測(cè)圖)；圖3為附圖I (衰減器)軸向剖視圖。圖中1·波導(dǎo)體、I-L波導(dǎo)腔、1-2.(橫向)微波輻射縫，1-3.(軸向)微波輻射縫，2.衰減片，3.微波密封殼，4.散熱片(翅片)。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施方式中波導(dǎo)體I采用長為1300mm的BJ22波導(dǎo)體，在波導(dǎo)體的上、下兩側(cè)殼體上垂直于軸線各開設(shè)13條88 X 68mm的橫向微波輻射縫1_2，各微波輻射縫1_2之間的中心間距為90mm ;在波導(dǎo)體左、右兩側(cè)的殼體上各順軸向開設(shè)一條1130X30mm的軸向微波輻射縫1-3，兩微波輻射縫1-3分別位于兩側(cè)殼體的中軸線上；衰減片2本實(shí)施方式采用以AlN為基體的SiC衰減片，衰減片厚50mm、軸向長1150mm，環(huán)繞式緊貼于波導(dǎo)體I殼體上并將微波輻射縫1-2及1-3完全覆蓋；微波密封殼3采用(長X寬X 厚)1154X 122. 61 X 177. 22mm金屬鋁殼體、罩于衰減片2上后兩端通過同一材質(zhì)的金屬鋁片封口并與波導(dǎo)體I的外壁緊固連接成一體；散熱片4本實(shí)施方式共采用53片鋁(Al)質(zhì)散熱片、等間隔環(huán)形緊固于微波密封殼3上。
本實(shí)施方式所成衰減器用于大功率微波測(cè)量系統(tǒng)、工作時(shí)大功率微波在波導(dǎo)腔
1-1中傳輸，經(jīng)由微波輻射縫1-2、1-3向外部輻射能量，其輻射出的能量又被設(shè)于波導(dǎo)體I 外部的衰減片2所吸收，并經(jīng)微波密封殼3及散熱片4在微波不致外泄的情況下、將其熱量迅速耗散，從而確保將大功率信號(hào)衰減到測(cè)量系統(tǒng)能夠測(cè)量的范圍之內(nèi)、以便對(duì)其進(jìn)行分析和測(cè)量，并提高測(cè)試精度。本實(shí)施方式與輻射式衰減器與微波測(cè)量系統(tǒng)配套用時(shí)、經(jīng)檢測(cè)所承受的平均功率可達(dá)15KW，衰減量范圍為40dB-60dB，駐波比VSWR小于1.3，回波損耗很小，具有良好的匹配特性。
權(quán)利要求
1.一種輻射式微波矩形波導(dǎo)衰減器，包括帶波導(dǎo)腔的矩形波導(dǎo)體、衰減片、散熱片，其特征在于在矩形波導(dǎo)體的四個(gè)側(cè)壁上還分別開設(shè)有微波輻射縫，衰減片則設(shè)于矩形波導(dǎo)體的外表面并將微波輻射縫覆蓋，在衰減片上還設(shè)有防止微波外泄的微波密封殼，而散熱片則設(shè)于微波密封殼體上；各衰減片緊貼于矩形波導(dǎo)體的外表面，微波密封殼罩于衰減片后與波導(dǎo)體外壁緊固連接成一體。
2.按權(quán)利要求I所述輻射式微波矩形波導(dǎo)衰減器，其特征在于所述在矩形波導(dǎo)體的四個(gè)側(cè)壁上還分別開設(shè)有微波輻射縫，各微波輻射縫為順波導(dǎo)體軸向或/和與軸向垂直的橫向方式分別開設(shè)于矩形波導(dǎo)體的各側(cè)壁上。
3.按權(quán)利要求2所述輻射式微波矩形波導(dǎo)衰減器，其特征在于當(dāng)矩形波導(dǎo)體上采用順軸向和橫向的混合方式開設(shè)微波輻射縫時(shí)，在矩形波導(dǎo)體的一組對(duì)稱的側(cè)壁上采用順波導(dǎo)體軸向開設(shè)微波輻射縫時(shí)、在另一組對(duì)稱的側(cè)壁上則采用與軸向垂直的方式開設(shè)微波輻射縫。
全文摘要
該發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域中的輻射式微波矩形波導(dǎo)衰減器，包括帶波導(dǎo)腔并在波導(dǎo)體側(cè)壁上設(shè)有微波輻射縫的矩形波導(dǎo)體，設(shè)于波導(dǎo)體外表面并覆蓋微波輻射縫的衰減片，設(shè)于衰減片上的微波密封殼及位于其上的散熱片；該發(fā)明由于在矩形波導(dǎo)壁上開設(shè)微波輻射縫并在波導(dǎo)體外表面設(shè)置衰減片，工作時(shí)既切斷了波導(dǎo)壁上的傳導(dǎo)電流、又可將波導(dǎo)體內(nèi)的部分電磁能量經(jīng)微波帶出波導(dǎo)體外、被衰減片吸收并散熱片加速其熱量的耗散；該發(fā)明還可通過改變波導(dǎo)壁上微波輻射縫隙的寬窄、位置、傾角來改變衰減量的大小及其頻率響應(yīng)指標(biāo)。因而，該發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，可有效將大功率信號(hào)衰減到測(cè)量系統(tǒng)能夠測(cè)量的范圍之內(nèi)，且衰減頻率范圍寬、回波損耗小、可靠性高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01P1/22GK102593562SQ20121006697
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者侯筱琬, 田雨, 童玲, 高博 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)