[发明专利]一种微波水负载

说明书

本发明公开了一种微波水负载，属于微波应用技术领域，包括波导段、水负载段和两个微波参数变化介质板；所述波导段后端设有水负载段；两个微波参数变化介质板相对设置在波导段两个窄边内壁上；所述水负载段包括金属外壳、陶瓷隔断面、进水口和出水口；所述金属外壳安装在波导段后端，且金属外壳内设有从进水口进并从出水口出的流动的冷却液；所述陶瓷隔断面用于隔断波导段内部和金属外壳内部；所述微波参数变化介质板由前到后材料的相对介电常数渐变递增，使微波在波导段内单向传播至水负载段。本发明的一种微波水负载，在冷却液温度升高时也能保持对微波能的高效吸收，使冷却液在大范围流速和温度区间里水负载均能正常工作。

技术领域

本发明属于微波应用技术领域，具体地说涉及一种微波水负载。

背景技术

在大功率微波工业应用系统中，微波传输过程中或多或少会存在反射。因此工业应用中常常使用环行器和水负载对微波进行吸收，以保护微波源。水负载作为一种常用的终端匹配负载，主要是由波导传输段及微波吸收腔体段组成，波导传输段使用销钉进行阻抗变换，保证负载端与波导微波传输匹配，吸收腔体内为冷却液流动的水室，在水室和金属腔体间采用密封圈密封。波导内传输的微波通过水室内流动的冷却液来吸收，转变成热能。负载吸收的功率越大，吸收腔内温度就越高，冷却液温度上升越快，冷却液需保持一定的流量来满足功率容量要求，否则水负载温度上升过高，微波吸收将变差。水负载驻波迅速增大而无法满足使用要求，吸收腔和水室需要在一定流量的水压下安全工作。

现有的水负载的传输匹配依赖于销钉，但是销钉存在匹配盲区，不能满足水介电常数的大范围变动。但水负载中水温变化，会导致阻抗不匹配，对微波能的吸收作用减弱，进而对微波源的保护能力减弱。功率和水的流速会影响水负载对微波的吸收能力，使冷却液在大范围流速和温度区间里存在水负载可能无法正常工作的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种微波水负载，拟解决如何使冷却液在大范围流速、流速不均匀，冷却液掺杂气泡及冷却液温度变化区间大时，使水负载均能保持对微波能的高效吸收等问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微波水负载，包括波导段1、水负载段2和两个微波参数变化板3；所述波导段1后端设有水负载段2；两个微波参数变化板3相对设置在波导段1两个窄边内壁上；所述水负载段2包括金属外壳4、陶瓷隔断面5、进水口6和出水口7；所述金属外壳4安装在波导段1后端，且金属外壳4内设有从进水口6进并从出水口7出的流动的冷却液；所述陶瓷隔断面5用于隔断波导段1内部和金属外壳4内部；所述微波参数变化板3由前到后材料的相对介电常数渐变递增，使微波在波导段1内单向传播至水负载段2。由上述结构可知，微波从波导段1进入水负载段2，由于两个微波参数变化板3相对设置在波导段1两个窄边内壁上，所以微波只能单向传播至水负载段2，而无法返回至微波源。微波透过陶瓷隔断面5，进入金属外壳4内，金属外壳4内设有从进水口6进并从出水口7出的流动的冷却液，对反射的微波能进行高效吸收。微波参数变化板3特殊结构使微波只进不出，减少反射微波回到微波源，以保护微波源。微波参数变化板3提高了微波能量的吸收率，使微波能高效吸收、利用。由于微波参数变化板3自身的特性，微波只能单向传播，无法反向传输，直至微波完全被吸收。微波参数变化板3之所以能够实现微波只进不出，是因为微波参数变化板3由前到后材料的相对介电常数渐变递增，这种递增可以是连续光滑的渐变递增也可以是阶梯式的渐变递增，即微波参数变化板3最前端的材料部分相对介电常数最小，微波参数变化板3最后端的材料部分相对介电常数最大，使微波经过设有微波参数变化板3的波导段1时只会单向传播。这样就可以省去销钉的调配，不需要进行水负载的阻抗匹配，即便因为功率大了，温升太高，冷却液的介电特性发生变化，微波吸收能力也不会下降。本发明的一种微波水负载，能够应对大范围的功率容量，即便冷却液温度变化大，由于微波参数变化板3单向传播微波的特性，所以本水负载可以保持对微波能的高效吸收。所述窄边内壁为波导段横截面的窄边所在面的内壁。