[发明专利]一种大功率波导调配器

说明书

本发明公布了一种大功率波导调配器的设计方案，包括一段波导和至少一根销钉。所述销钉伸入所述波导中的深度可以从所述波导外加以调节。环绕所述每一根销钉至少设置有一个螺帽。沿Z方向任意相邻的两根所述销钉分别被设置在所述波导的沿Z方向的轴线的X方向和‑X方向。至少一根所述销钉偏离所述波导的轴线的距离大于所述大功率波导调配器的中心工作频率处的自由空间中的波长的5％。所述销钉的直径大于所述大功率波导调配器的中心工作频段处的自由空间中的波长的14％。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

本发明涉及一种微波调配装置，具体地说，是涉及一种大功率容量和强调配能力的波导销钉调配器。

背景技术

负载失配是设计微波系统经常需要解决的技术问题。传统的波导调配器采用位于波导轴线上的间距为四分之一波导波长的三根可调深度的销钉可以很好地满足许多场合的匹配需要。但是传统波导调配器存在以下不足：1)由于销钉之间的距离是固定的，销钉的直径比较小，特别是在每个销钉四周设置有扼流槽结构时，销钉的直径都小于该波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的13％。较小直径的销钉的使用将直接限制调配器的功率容量。2)如果有一根销钉伸入到一节波导中，当该销钉在波导中的顶端接近与之相对的波导壁时，会出现谐振状态，销钉的等效并联阻抗为零，导致微波的全反射。这种状态在该调配器用于调配高度失配负载时是有益的。但是，由于传统的波导调配器中的销钉都被设置在波导的宽边中心，为了达到谐振状态，该销钉在波导中的顶端必须非常接近与之相对的波导壁，容易导致波导调配器的击穿。因此，传统的波导调配器的调配能力受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率波导调配器。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种大功率波导调配器，包括一段轴线沿Z方向宽边沿X方向的波导和至少一根轴线沿Y方向的销钉。所述销钉伸入所述波导中的深度可以从所述波导外加以调节。所述X方向、Y方向和Z方向构成直角坐标系。

为了在销钉伸入所述波导中的深度确定后锁紧该销钉，环绕所述每一根销钉至少设置有一个螺帽。

所述波导为矩形波导。

所述销钉沿Z方向依次排列。沿Z方向任意相邻的两根所述销钉分别被设置在所述波导的沿Z方向的轴线的X方向和-X方向。这样，沿着Z方向，所有的销钉依次排列在波导的宽边的X方向和-X方向，它们的沿Y方向的轴线分别位于一条波导表面上的折线的各弯折处。

为了在不增加沿Z方向相邻的销钉在Z方向间距的条件下增大相邻销钉的间距，便于我们使用更大直径的销钉从而提高所述大功率波导调配器的功率容量，至少一根所述销钉的沿Y方向的轴线在X方向偏离所述波导的沿Z方向的轴线的距离大于所述大功率波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的5％。较佳的设计，所有的所述销钉的沿Y方向的轴线在X方向偏离所述波导的沿Z方向的轴线的距离等于所述大功率波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的19％。这时，沿Z方向相邻的任意三根销钉近似位于一个等边三角形的三个顶点上。

这时我们可以采用较粗的销钉：所述销钉的横截面形状为圆形，其直径大于所述大功率波导调配器的工作频段的中心频率处的自由空间中的波长的14％。

所述销钉的数目一般为3个，也可以多于4个，为6个或9个等。

为了进一步提高所述大功率波导调配器的功率容量，至少一根销钉的位于所述波导内的顶端被倒圆。较佳的设计，所有销钉的位于所述波导内的顶端都被倒圆。

为了防止微波能量从所述销钉与所述波导之间的缝隙泄露，同时降低所述销钉上的导体损耗，环绕至少一根销钉设置有扼流槽结构。