[发明专利]微波振荡器及基于该微波振荡器的矩阵型微波振荡器

说明书

本发明涉及微波发射设备领域，特别是涉及微波振荡器。所提出的振荡器和矩阵型微波振荡器的变型能够有效地引导来自一个或多个振荡器的微波辐射并对微波辐射求和，因此确保高的效率值和输出功率，使设备具有优越的功能能力，并使由所述微波源发射的辐射高度同步。微波振荡器包括微波源和具有微波通道的谐振器，该微波通道在谐振器中制成。谐振器包括彼此电连接的箱体和基座，而微波通道容纳用于抑制回波的抑制装置。矩阵型振荡器包括彼此电连接的多个所述微波振荡器。

技术领域

本发明涉及微波频率设备领域，特别是涉及微波辐射振荡器或微波振荡器。

背景技术

强微波辐射源的高成本明显阻碍了未来微波技术的发展及其工业规模的实施。同时，中功率微波辐射源或微波源的生产在全球范围内得到发展，例如用于消费者微波炉的磁控管，其中功率单元的成本明显低于高功率微波源的成本。因此，从降低用于产生累积强微波辐射的设备的成本、减少设备的重量和尺寸、寻找用于除热的解决方案的角度来看，由多个中功率微波源发射的微波辐射的有效求和是一项实际任务。然而，为了增加微波辐射的总功率，由多个微波源发射的辐射的求和可能面临严重的问题，这是由于当这种源共同操作时，在不显著降低这种设备的总效率的情况下遵守微波源相互同步的要求的复杂性。

本发明的最接近的类似物是一种微波振荡器，该微波振荡器是一种用于对数个微波源、即数个磁控管的功率求和的设备，该微波振荡器公开于RU2394357(2010年7月10日公布，IPC H03B9/10)中。已知的设备包括呈矩形波导件形式的谐振器，该谐振器在其边缘上短路并具有安装在其上的磁控管。磁控管被彼此靠近地定位在谐振器的宽壁上，使得磁控管的能量输出通过宽壁的中间进入谐振器。短路选择性插入件被对称地安装在谐振腔内磁控管的能量输出之间。用于向周围空间输出能量的辐射槽被定位在谐振器的另一宽壁中，与每个磁控管相对。谐振器的宽壁的尺寸等于对应于磁控管的工作频率的半波长。本领域中已知的这种设备使得能够对多个磁控管的功率求和，每个磁控管具有预定的功率，以为了在相互同步和相干辐射模式下产生更高的微波辐射总功率。

本质上，RU2394357中描述的设备是矩阵型微波振荡器，即组合数个微波源(磁控管)的设备。

当所述微波辐射同步时，由数个微波源发射的微波辐射的求和发生，以为了这种微波源应被布置在空间中，使得所产生的微波的振荡在适当考虑到相邻的微波源的反相激励的情况下被同相求和。

通常，用于使由数个微波源发射的辐射同步的条件如下：

其中，为微波源的振荡与同步信号的瞬时相位差；n为微波源的数量。然而，所述条件没有考虑微波源之间的联接方法。

通常，为了使数个微波源的操作同步，使用稳定谐振器，该稳定谐振器是在其两个端部上短路的细长的矩形波导，如上面提到的RU2394357所述。在这种稳定谐振器中，在谐振时形成的波H(101-104)中的一个波可以被认为是振荡的主要类型。为了选择这种类型的振荡，呈极点形式的短路选择性插入件以相等的间隔安装在谐振器中、在其宽壁之间。

在最接近的类似物中，即使当只有四个磁控管被布置成一行并且这些磁控管的微波辐射频率彼此接近时，这很难实现由磁控管发射的微波辐射的高度同步，并因此很难实现高的设备效率值，这清楚地从RU2394357的表1中得出。然而，这种类似物的更大的缺点是，当数个微波辐射的这种线性振荡器被布置成彼此平行，即彼此相邻(但不是一个接一个)，从而形成磁控管的二维矩阵时，实际上不可能达到设备效率的可接受值。该事实限制了可以被布置在小的区域上的微波源的数量，并因此限制了由用于对微波辐射求和的该已知设备发射的微波辐射的总功率。

发明内容

本发明的目的是提供一种微波振荡器，该微波振荡器不仅能够将多个微波源组合成一行，而且能够将多个微波源组合成二维矩阵，同时确保高的效率值和高的微波辐射功率。