[实用新型]一种带隔离的微波注入设备

说明书

本实用新型公布了一种带隔离的微波注入设备的设计方案。首先让一个空腔的若干微波源之间实现隔离。这种隔离是通过在该空腔的若干输入端前设置滤波调配器件或销钉调配器来实现的。这些滤波调配器件的通带的中心频率彼此错开，各滤波调配器件的相对带宽都比较窄。任何一支滤波调配器件的电参数是可以根据所述空腔和与之相连的微波源的工作状态变化调整的。通过本实用新型，我们可以将小功率的固态微波源的能量同时注入到一个空腔中，也可以通过锁相技术让单只固态微波源锁定一只功率大得多的电真空微波源，在通过一个空腔汇聚获得低成本高品质的大功率微波源。本实用新型可以用于至少两个领域：微波能应用和微波输能技术。

技术领域

本发明涉及一种带隔离的微波注入设备。具体地说，是涉及一种利用不同频率的微波源进行功率合成或进行微波能应用的装置。

背景技术

微波源主要包括电真空微波源和固态微波源两种。低功率电真空微波源，特别是千瓦量级的磁控管具有单位功率成本低的优点。高功率电真空微波源，特别是数十千瓦量级的磁控管具有效率高的特点。但是，低功率磁控管的频谱比较宽，频率稳定性差，应用效果普遍较差。高功率电真空微波源的价格优势不够明显，一般需要高功率环形器来改善工作的稳定性。高功率环形器的插入损耗、可靠性和成本问题也限制了高功率电真空微波源的使用。而且，电真空微波源普遍存在工作状态受负载牵引影响的问题。相比之下，固态微波源的频谱窄、工作稳定。但是固态微波源存在单管功率太低的问题。

人们普遍采用多个微波放大器利用功率合成技术获得更高的功率。对于规模较大的功率合成微波源，多路功率分配器和功率合成器的插损、隔离度、各输端口的幅度和相位一致性等都会影响到合成效率。普通技术合成的微波源的整体效率还会因为各放大器的幅度、频率和相位偏离设计值而降低。任意一个微波放大器的损坏或性能下降都会严重地影响输出功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单的微波功率注入和合成技术。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种带隔离的微波注入设备，包括一个空腔和至少两个与所述空腔连通的微波源，其中有至少两个微波源A，每个所述微波源A通过一只滤波调配器件与所述空腔连通。这里的每只滤波调配器件的作用有两个，调整通带的频率并实现每个微波源A与所述空腔之间的匹配。

为了防止各微波源A因为互耦而相互影响，导致微波能量回轰某些微波源A，影响其工作、降低能量效率甚至烧毁该微波源A，我们让每只所述滤波调配器件的输入端口之间相互隔离。这种隔离度至少达到10dB，达到20dB或者超过30dB 更好。以上每只所述滤波调配器件的输入端口之间的较高的相互隔离可以通过适当选取所述各滤波调配器件的通带中心频率和通带宽度来完成。

为了减小所述空腔和所述各微波源A在工作过程中性能的变化导致的各输入端口的反射，至少一只特定的所述滤波调配器件为可调滤波调配器件，可以在保证该滤波调配器件的输入端口与其它所述滤波调配器件的输入端口之间一定隔离度的条件下调节所述空腔和与该滤波调配器件相连的微波源A之间的匹配。一种情况，所述滤波调配器件都为自动可调滤波调配器件，比如自动可调销钉调配器。

所有所述微波源A之间是不相干的，它们产生的微波的频率不同，相位之间的差值是随时间变化的。它们的频率之间的相对差值在一定范围内：所有所述微波源A的最低中心工作频率为f1,最高中心工作频率为f2，f2与f1的比值小于2；所有所述微波源A的中心频率之间相差大于0.04％。较佳的设计，f2与f1 的比值小于1.5，针织更小。所述微波源A的数目可以为多个，比如3个，也可以为数十个甚至数百个。

本发明的一种实现方式是构成功率合成装置：在所述空腔的壳体上还设置有至少一个微波输出端。来自各微波源A的频率不同的微波诸如所述空腔，再通过所述微波输出端输出，用于微波输能技术等用途。