[发明专利]一种超材料内导体及方同轴

说明书

本发明公开了一种超材料内导体及方同轴，包括第一导体部、第二导体部和连接部，所述第一导体部和第二导体部交错设置在连接部之间，第一导体部和第二导体部之间形成电子吸收区；通过连接部与外界连接并连通，使电磁波沿内导体的长度方向进行运动;本发明中超材料的内导体通过不同大小的长方体实现了在方同轴的内导体表面构造周期性的粗糙结构，粗糙的表面可以在不增加方同轴的体积和重量的情况下，改变微放电关键性因素f×d中的导体间隔距离d，从而解决了现有技术中，微波部件的微放电阈值电平低的问题。

技术领域

本发明涉及微波器件的高频传输技术领域，尤其涉及一种超材料内导体及方同轴。

背景技术

随着空间技术迅速发展，空间微波功率不断提高，射频大功率的应用对微波器件的安全工作提出了新的更高的要求。同轴线传输TEM 波,色散低,频带宽且损耗小,兼顾了矩形波导与微带线等常见传输线的优点，其性能的良好是保证微波器件正常工作的基本要求。对于空间中工作的微波器件，微放电效应是一种大功率微波作用下发生放电的物理现象，它的发生会影响微波系统的功率容量和传输性能，甚至损坏器件。当今，空间设备内部的微放电效应已经成为制约和威胁空间技术发展的重要因素，如何提高微波部件的微放电阈值功率来保证大功率设备正常工作，设计出具有微放电抑制作用的空间大功率微波器件已经成为当前需要迫切解决的问题。

如申请号：CN201510450574.3公开的一种提高同轴型传输线微放电阈值的结构，在同轴型传输线外导体的内侧设置多个矩形沟槽，每个矩形沟槽沿外导体的横截面设置，多个矩形沟槽沿同轴型传输线外导体轴向平行排列，多个矩形沟槽形成多个电磁场畸变区域，在该区域内，电场呈现弯曲形状，且不均匀分布，使得带电粒子在该区域内的受力与常规同轴型传输线不同，在这种电场的作用下，带电粒子由内导体加速向外导体运动，当其运动到电磁场畸变区域时，带电粒子运动轨迹会发生变化，部分带电粒子不会垂直撞击外导体，这些带电粒子在内导体与外导体之间不会形成周期性振荡，从而降低了二次电子激发的概率，能够提高同轴型传输线的微放电阈值；

上述结构在后期维护和安装上面会存在难度，并且上述专利中固定外导体在加工难度上也存在难度。

方同轴因微放电功率阈值高，易于加工的特点可在空间中广泛应用。目前对于微放电效应的研究表明，采用合适的结构设计空间微波器件并且有针对性的对器件采取表面措施，能够提高器件微放电效应阈值电平。现已有在器件结构上进行改变来抑制微放电效应的技术为：增大部件间隙尺寸、提高微波器件的功率容量；这是根据微放电的一个关键性因素f × d，工作频率f是规定的，而间隔距离d是设计的。因此，尽量扩大内外导体的间隔尺寸，使电子在内外导体之间的渡越时间大于射频电压的半周期。在实际工作范围下，增大导体间的间隙能够提高器件的微放电功率阈值。但是间隙增大的代价是器件整体重量、物理尺寸的增加，这在空间应用中是不可取的。故研究如何设计新颖的方同轴结构，使此结构在不增加方同轴尺寸和重量的条件下能有效地抑制方同轴微放电的发生，对于空间大功率微波部件和卫星通信系统的应用和发展非常重要。

发明内容

本发明的目的是，针对上述不足之处提供一种超材料内导体及方同轴，解决了现有技术中，微波部件的微放电阈值电平低的问题。

本方案是这样进行实现的：

一种超材料内导体，包括第一导体部、第二导体部和连接部，所述第一导体部和第二导体部交错设置在连接部之间，第一导体部和第二导体部之间形成电子吸收区；通过连接部与外界连接并连通，使电磁波沿内导体的长度方向进行运动。

基于上述超材料内导体结构，所述第一导体部和第二导体部表面粗糙处理，所述第一导体部和第二导体部的截面结构和/或投影结构不相同设置。

基于上述超材料内导体结构，所述第一导体部和第二导体部为大小不同的圆柱体、长方体、立方体、圆台体结构中的一种或多种结合。