[发明专利]一种复合型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，特别是一种复合型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。特别是在材料处理、工业加热等应用中具有连续波、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的正常工作带来严重影响。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。磁控管工作时，阴极引出线的泄漏是其微波泄漏的主要因数，对连续波、大功率、长时间工作的工业磁控管来说，阴极引出线的微波泄漏对环境和控制电路的影响是不可忽略的。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。

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，提供一种复合型磁控管阴极电缆微波泄漏防护装置，利用同轴线结构、吸波材料、旁路电容及去耦电容来阻止微波泄漏。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，一种复合型磁控管阴极电缆微波泄漏防护装置，内导体3置于套筒1内且与内导体同轴；连接面2封堵在套筒1始端并联接套筒1和内导体3；短路片4封堵在套筒1末端；内导体沿套筒中轴线穿过短路片的中部孔洞与连接面连接后外伸；所述连接面2和短路片4的置于套筒1内的部分贴合有陶瓷片；旁路电容安装在套筒始端并与套筒和内导体相连接；去耦电容安装在套筒末端与套筒和内导体相连接；套筒横截面为圆形；所述套筒外表面上安装有散热片6；套筒与内导体之间填充吸波材料5。

采用如上的设计，本发明复合型磁控管阴极电缆微波泄漏防护装置中，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，首先被旁路电容滤出一部分微波能量，其次被套筒和内导体之间填充的吸波材料吸收，然后再被去耦电容滤掉一部分微波能量，最后达到短路片的能量被全反射回传输线系统，再依次经过去耦电容，吸波材料和旁路电容，其能量被进一步衰减，剩余能量到达连接面又被全反射回传输线，再经同样过程被衰减。其转化的热量被散热片散发到周围空间，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，连接面和短路片构成同轴线始端和终端短路负载，将微波能量限制在套筒长度这段空间中，并通过滤波(旁路和去耦)和衰减吸收来最大限度阻止微波泄漏。

进一步的，所述旁路电容和去耦电容为大电容和小电容构成的并联电容组，以保证工作频段和更好的滤波效果，降低散热要求。

并联电容组可以减小总电容的有效电阻(ESR)和有效电感(ESL)及展宽工作频段。特别是对低频的干扰信号，吸波材料不能有效吸收。对于低频干扰信号(纹波)的滤出，有利于稳定磁控管工作，减小频率漂移和相位噪声。

具体的，所述旁路电容和去耦电容为TDK陶瓷贴片电容。

更具体的，所述旁路电容和去耦电容安装在陶瓷片上并与套筒和内导体相连。

进一步的，所述套筒内径足够大，以保证填充吸波材料厚度。

由于套筒相当于同轴线传输系统的外导体，其直径(忽略套筒厚度可以看成是套筒内径)除了满足同轴传输线要求外，还应当保证填充吸波材料厚度，以利于微波充分吸收。

具体的，所述吸波材料为Emerson公司的ECCOSORB SF型号吸波材料。

进一步的，所述套筒内径和内导体外径比满足1.65的关系，以保证同轴线的功率容量。

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。