[发明专利]一种准球形谐振腔闭合判别方法

说明书

本发明涉及一种准球形谐振腔闭合判别方法，其包括：步骤一，将所述准球形谐振腔放置在所述恒温室中，准球形谐振腔通过支架放置在光学平台上，利用对位环对准球形谐振腔的上半球和下半球进行重合对位；步骤二，完成两半球的重合对位后，向准球形谐振腔通入稳定流量的高纯低温气体，完成实验系统的连接和调试；步骤三，进行准球形谐振腔闭合工作，通过微波信号的精准测控与相对过量半宽度的实时计算，实现闭合过程中上、下半球赤道面间隙的精确监测，基于相对过量半宽度的变化趋势，从而实现准球形谐振腔闭合的精准判别。本发明的闭合判断新方法对准球形结构具有普适性；采用完美闭合指数这一评价指标，有利于不同方法间的量化比较。

技术领域

本发明涉及一种判别方法，特别是涉及一种准球形谐振腔闭合判别方法。

背景技术

谐振腔是一种封闭的腔体，被广泛应用于光学、电磁学、声学等基础测量领域。目前在电磁学领域常见的谐振腔有矩形谐振腔、圆柱形谐振腔、球形谐振腔、椭球形谐振腔和准球形谐振腔。其中，球形谐振腔最为简单，实际中，由于受限加工技术及加工精度，不能制造出完美球形，会出现微波缔和现象，导致谐振频率测量精度大幅下降。因此，通常采用准球形谐振腔，有效分离缔合模式，实现谐振频率的高精度测量。通常准球形谐振腔由两个半球腔构成，加工完成半球后需要将两个半球腔体组合成一个整体，以完成微波谐振频率的测量。而两个半球闭合的完美程度直接影响后续测量精度，因此，必须有效闭合两个准半球。

目前，谐振腔闭合的方法大致可分为两种，一种是传统的闭合方法，记为闭合方法1，这是一种笼统、模糊的闭合方法，谐振腔闭合装置简单，没有采用量化工具，凭借主观感觉和个人经验进行闭合，无法定量分析，不能形成量化的闭合判断标准和闭合程度的评价指标，不能有效指导其它球腔的闭合和判断闭合品质。另一种方法，记为闭合方法2，是通过微波谐振频率测量技术实时监测闭合过程中微波信号的变化，以长、短轴对应散射参数幅值的比值与长、短轴长度的比值是否相等为闭合判定依据，由于微波天线位置对x，y，z三轴方向上散射参数幅值的影响程度不同，很难通过比值判断是否合理闭合，因而该方法不具有普适性。

综上，要实现高精度的微波谐振频率测量，需要采用合理的闭合装置及方法，并建立有效的闭合判断方法和闭合评价指标。

发明内容

本发明的目的是解决传统准球形谐振腔闭合方法中的闭合判断方法普适性差、闭合品质难以评判等问题。

本发明提供了一种准球形谐振腔闭合判别方法，其包括：

步骤一，将所述准球形谐振腔放置在所述恒温室中，准球形谐振腔通过支架放置在光学平台上，利用对位环对准球形谐振腔的上半球和下半球进行重合对位；

步骤二，完成两半球的重合对位后，向准球形谐振腔通入稳定流量的高纯低温气体，完成实验系统的连接和调试；

步骤三，进行准球形谐振腔闭合工作，通过微波信号的精准测控与相对过量半宽度的精确计算，实现闭合过程中上、下半球赤道面间隙的精确监测，基于相对过量半宽度的变化趋势，从而实现准球形谐振腔闭合的精准判别。

其中，所述谐振腔包括微波天线，所述微波天线为直线天线或环形天线。

其中，所述步骤三中测量包含但不限于TM11、TM12、TM13、TM14、TM15、TM16、TM17、TM18等单个和/或多个电磁模式。

其中，所述步骤三中采用相对过量半宽度的变化作为闭合的判别依据。

其中，所述步骤三中采用闭合完美指数作为评价指标。

其中，在实施该方法过程中，在稳定的温度、压力以及恒定流量的环境条件下，等间隔施加扭矩，优选扭矩间隔为包含但不限于1cNm-10cNm之间的任意值。

其中，在实施该方法过程中，气路系统持续向谐振腔提供微量恒定流量的高纯气体。