[发明专利]一种紧凑型大平均功率匹配负载

说明书

本发明公布了一种紧凑型大平均功率匹配负载，包括一段一端短路的轴线沿Z方向的传输线，至少一个位于所述传输线内的秃头锥状或矩形吸收体，和至少一个调谐螺钉。与传统大功率匹配负载相比，本发明的长度明显缩短，加工难度大大降低，平均功率容量大大增加，匹配负载在较宽带宽内的匹配得到明显改善。本发明将主要用于高平均功率的微波系统中，特别是微波能工业应用领域中。

技术领域

本发明涉及低成本大功率波导匹配负载领域，具体地说，是涉及一种紧凑型大平均功率匹配负载。

背景技术

匹配负载是射频微波领域的常用元器件。匹配负载通常由一段一端短路的传输线，比如矩形波导、圆波导和同轴线等，和位于该传输线中的一个或多个吸收体构成。为了获得尽量宽的工作带宽和尽量低的反射系数，其中的吸收体常常被设计成锥体。沿传输线的轴线该锥体的横截面尺寸从零缓慢逐渐增大。这种设计存在以下几个问题：1)吸收体的长度太长，导致匹配负载的尺寸过大；2)尖细的锥体吸收体加工困难(特别是其尖端容易断裂)，导致制造成本增加；3)吸收体的尖端在高功率条件下将吸收微波产生较多热量，容易被损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑型大平均功率匹配负载。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种紧凑型大平均功率匹配负载，包括一段一端短路的轴线沿Z方向的传输线，至少一个位于所述传输线内的吸收体，和至少一个调谐螺钉；所述调谐螺钉从所述传输线的外部伸入所述传输线的内部，所述调谐螺钉在所述传输线的内部的深度可以从所述传输线的外部调节；X方向、Y方向和Z方向构成指教坐标系。

为了便于加工并避免吸收体在高功率条件下损坏，所述吸收体的形状设计为矩形体。

或者，所述吸收体的形状为锥体，所述锥体的最小宽度和最小高度都大于所述紧凑型大功率匹配负载的工作波长的1/50。

所述吸收体的数目为1个，设置在所述传输线的底部，与所述传输线的内壁在-Y方向接触。

或者，所述吸收体的数目为2个，分别设置在所述传输线的两个侧壁，分别与所述传输线的内壁在X方向和-X方向接触。

所述调谐螺钉设置在所述传输线1的Y方向。

所述调谐螺钉的数目可以为1个或多个。更多数目的调谐螺钉可以获得更好的匹配，但将增加紧凑型大功率匹配负载的长度。较佳的设计，所述调谐螺钉的数目为3个，沿Z方向设置在所述传输线上。

所述传输线为矩形波导，其宽边沿X方向。

或者，所述传输线为圆波导或同轴线。

本发明公布了一种新型高功率匹配负载的设计方案。通过采用矩形或秃头锥状吸收体，匹配负载的加工难度大大降低，其平均功率容量大大增加。同时，通过添加一个或多个调谐螺钉，匹配负载在较宽带宽内的匹配得到大大改善。传统的大功率匹配负载的平均功率容量主要受到吸收体的热性能的限制。本发明中的调谐螺钉的引入会一定程度地降低匹配负载的峰值功率容量，但对器件的平均功率的影响较小。在实际应用中，为了更好地发挥其高平均功率的优势，参照普通的高功率匹配负载的结构，在本发明外还可以设置若干金属散热片。本发明将主要用于高平均功率的微波系统中，特别是微波能工业应用领域中。

附图说明

图1为本发明示意图和实施例1的俯视示意图

图2为图1的AA向剖视图

图3为实施例2的俯视示意图

图4为图3的AA向剖视图

图5为实施例3的俯视示意图

图6为图5的AA向剖视图

图7为三维仿真得到的实施例4的反射系数随频率的变化曲线