[发明专利]大功率磁控管阴极电缆微波泄漏防护装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁控管，特别是大功率磁控管阴极电缆微波泄漏防护装置。

背景技术

磁控管在工业、科学和医学(IMS)研究中的应用日益广泛，应用领域不断扩大。特别是在工业加热应用中具有连续波、大功率、长时间等特点，此时磁控管的微波泄漏将对控制电路产生致命影响。此外为确保电子产品的长期有效工作和对环境的电磁保护，各国对电子产品制定了严格的电磁兼容(EMC)标准，因此必须对磁控管的电磁兼容(EMC)性能进行优化。磁控管阴极引出线的泄漏功率不可忽略。目前对此问题的处理方法有两种，即对阴极引出线加λ/4扼流套筒和LC滤波套筒或者扼流套筒和LC滤波的复合套筒。但这两种结构有一定的缺陷:对λ/4扼流套筒来说，因为磁控管产生的微波有一定的离散范围，四分之一波长的条件不能严格满足，此外当扼流套筒内微波能量不能及时消耗(超过它的容量)时，微波也要泄漏出来。对LC滤波套筒，当工作于微波频段时它的滤波通路一定要为严格的微波传输线才能把微波限制于传输线上，从而把微波滤除。

目前普遍直接采用金属连接线接地的方法来滤波，这样微波不可避免地要从接地线上辐射到空中。测试时，加载在接地线上的功率为-30dBmω时，线上的能量随着频率的升高而减少。当频率高于60MHz时，90％以上的能量都辐射到空间之中。此外，测试发现随着额定输出功率的升高磁控管阴极电缆在工作频率处的辐射持续升高。实际上现工业用大功率磁控管常常出现微波通过阴极电缆耦合到控制机柜的情况，严重影响磁控管的正常工作。现常用的应急措施是：在磁控管阴极电缆的输入端剥离掉一段屏蔽层，但这样做存在缺陷，一方面微波信号会辐射到环境空间，对环境造成电磁污染，产品不能满足相关的电磁兼容标准，另一方面环境空间的电磁信号也可能通过线缆、孔逢耦合到控制机柜，影响控制系统的正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术微波泄漏防护装置的缺点，提供一种大功率、长时间工作的磁控管阴极电缆微波泄漏防护装置，利用短路反射同轴线结构和电阻薄膜材料阻止微波泄漏。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：大功率磁控管阴极电缆微波泄漏防护装置，主要包括套筒1、连接面2、内导体3、短路片4和陶瓷绝缘片6；内导体3沿套筒1中轴线穿过陶瓷绝缘片6与阴极电缆连接；内导体一端通过连接面2与套筒1的始端联接，内导体另一端通过套置陶瓷绝缘片6后由套筒1的末端伸出；所述陶瓷绝缘片6与套筒末端腔体间设置有短路片4；所述套筒横截面为圆形，套筒内表面上镀电阻薄膜，套筒外表面上设置有冷却装置。

本发明的大功率磁控管阴极电缆微波泄漏防护装置，内导体和套筒构成同轴线传输系统，磁控管阴极电缆泄漏的微波能量在同轴传输线传输过程中，被套筒内表面上的电阻薄膜充分吸收，其转化的热量被散热片或冷却装置带走，保证了同轴线传输系统的正常工作，提高了防护装置的可靠性。本发明中，短路片和连接面构成同轴线短路负载，其全反射的特性可将微波能量限制在套筒长度这段空间中，方便电阻薄膜对微波能量充分吸收，以最大限度阻止微波泄漏。另一方面内导体的采用保证同轴线传输系统的均匀，避免因过早产生反射而带来的热点问题。此外套筒内表面上电阻薄膜能通过散热片或冷却装置把吸收微波而产生的热量快速带走。

进一步的，所述套筒内径足够大，以保证足够的电阻薄膜表面积。

由于套筒相当于同轴线传输系统的外导体，其内径除了满足同轴传输线功率容量要求外，还应当保证电阻薄膜表面积，以利于微波充分吸收。

进一步的，所述套筒长度足够长，且不等于半波长的整数倍。

套筒长度足够长利于微波充分吸收和快速散发热量。套筒长度不等于半波长的整数倍，以保证不产生阻尼震荡和使热量分部均匀，避免产生热点。

进一步的，所述散热片沿套筒径向均匀分布。

进一步的，所述散热片沿套筒轴向均匀分布。

散热片均匀分布有利于提高散热效率。

具体的，所述连接面、套筒、短路片和散热片由良导体构成。

采用良导体制作连接面、套筒、短路片和散热片，以利于封闭微波能量和防止微波泄漏，散热片采用良导体，以利于提高散热效率，保障微波泄漏防护装置正常运行。

更具体的，所述良导体为铜材。

采用铜材制作连接面、套筒、短路片和散热片，具有足够的强度和优良的导电导热性能，并具有加工方便的特点。