CN101789535A - 一种单模圆柱微波腔 - Google Patents

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张富鑫
刘保湘
龙志翘
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Abstract

一种单模圆柱微波腔,所述的微波腔包括调谐螺钉(4)、同轴线探针(13)和同轴线探针固定座(5);主要特点在于:单模圆柱微波腔有一个耦连腔体(2),还附有原子通道,原子通道位于中轴线处;耦连腔体(2)的一半段为圆柱形波导(6),另一半段为E-T分支矩形波导(7);在圆柱形波导(6)和E-T分支矩形波导(7)二者之间有一个公共端壁(8);调谐螺钉(4)和紧固同轴线探针(13)的同轴线探针固定座(5)被分别固定在E-T分支矩形波导的E支(12)的两个宽壁面上。本发明具有抑制干扰模式能力强,结构紧凑、加工测修简单,使用调节方便,工作稳定,适合于冷原子喷泉钟用的高稳定的TE011单模圆柱微波腔以及相关的微波工程应用。

Description

一种单模圆柱微波腔
技术领域
本发明涉及一种电器元件,更为具体地讲,本发明涉及一种微波激射器领域的电器元件,尤其是指一种单模圆柱微波腔。在国际专利分类表中,本发明应该分为H01P小类。
背景技术
目前,公知的冷原子喷泉钟用的微波腔,基于微波与原子或分子产生磁共振互作用的要求,多采用的是TE011单模圆柱形波导腔,其腔体侧壁是圆形波导管段。显然,该种结构难于消除TE011模的简并模TM111的干扰,因此这种公知结构的微波腔抑制干扰模式不利,使用调节不方便,工作稳定性欠佳;此外体积也比较大。
发明内容
本发明的目的在于,针对已有技术的不足,提供一种结构紧凑、能够有效抑制干扰模式的、工作稳定的TE011单模圆柱微波腔。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的:
所述的微波腔包括调谐螺钉4、同轴线探针13和紧固同轴线探针13的同轴线探针固定座5;
主要特点在于:
所述的单模圆柱微波腔有一个耦连腔2;
所述的单模圆柱微波腔附有原子通道,所述的原子通道位于中轴线处;
所述的耦连腔体2的一半段为圆柱形波导6,所述的耦连腔体2的另一半段为E-T分支矩形波导7;
在所述的圆柱形波导6和所述的E-T分支矩形波导7二者之间有一个公共端壁8;
所述的调谐螺钉4和紧固同轴线探针13的同轴线探针固定座5被分别固定在E-T分支矩形波导的E支12的两个宽壁面上。
所述的E-T分支矩形波导7由长度为1/2λg的3段矩形波导构成。
在所述的公共端壁8上设有等幅反相磁场耦合的2个小孔,所述的2个小孔为轴对称的左耦合小孔9和右耦合小孔9′。
所述的左耦合小孔9和右耦合小9′为圆形小孔。
所述的左耦合小孔9和右耦合小孔9′为隙缝。
所述的圆柱形波导6附有一个下端盖3,所述的下端盖3用螺钉或焊接固定在所述的圆柱形波导6的下端面壁上。
所述的E-T分支矩形波导7附有一个上端盖1,所述的上端盖1用螺钉或焊接固定在所述的E-T分支矩形波导7的上端面壁上。
所述的下端盖3有一个内表面10,所述的内表面10为凹面形或为平面形。
所述的同轴线探针固定座5为具有锥形弹性片挤压紧固并防微波泄漏的结构。
所述的原子通道包括上原子通道11和下原子通道11′;
所述的同轴线探针固定座5为SMA接口座结构。
由于本发明采用了上述的技术方案,本发明具有抑制干扰模式能力强,结构紧凑、加工测修简单,使用调节方便,工作稳定,适合于冷原子喷泉钟用的高稳定的TE011单模圆柱微波腔以及相关的微波工程应用。
附图说明
下面结合附图对本发明进行说明,其中:
附图1为本发明的一个实施例的总体结构剖示图。
附图2为附图1A-A处的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明,其中:附图1为本发明的一个实施例的总体结构剖示图。从该附图中可以看到:1上端盖、2耦连腔体、3下端盖、6圆柱形波导、7E-T分支矩形波导、8公共端壁、9左耦合小孔、9′右耦合小孔、10内表面、11上原子通道和11′下原子通道。除了调谐螺钉4、E-T分支矩形波导的E支12、同轴线探针13和紧固同轴线探针13的同轴线探针固定座5之外,本发明所包括的内容在该附图中都可以看到。本发明的主要特点是:有一个耦连腔体2;在中轴线处设有原子通道,所述的原子通道包括上原子通道11和下原子通道11′;所述的耦连腔体2的一半段(位于图1的靠下部位)为圆柱形波导6,而耦连腔体2的另一半段(位于图1的靠上部位)为E-T分支矩形波导7;在所述的圆柱形波导6和E-T分支矩形波导7二者之间有一个公共端壁8;在公共端壁8上设有等幅反相磁场耦合的2个小孔,所述的2个小孔为轴对称的左耦合小孔9和右耦合小孔9′;左耦合小孔9和右耦合小孔9′可以为圆形小孔,圆形小孔容易加工;所述的左耦合小孔9和右耦合小9′也可以为隙缝,隙缝的优点更利于磁耦合的场形匹配;所述的圆柱形波导6附有一个下端盖3,该下端盖3用螺钉或焊接固定在所述的圆柱形波导6的下端面壁上;所述的E-T分支矩形波导7附有一个上端盖1,所述的上端盖1用螺钉或焊接固定在所述的E-T分支矩形波导7的上端面壁上;另外,所述的下端盖3有一个内表面10,所述的内表面10可以为凹面形,之所以制成凹面形,是为了利于改善固有品质因子;也可以为平面形,这容易加工。
附图2为附图1A-A处的剖视图。绘出该附图是为了进一步了解本发明的具体构造。从该附图中可以看到:4调谐螺钉、5同轴线探针固定座、7E-T分支矩形波导、9左耦合小孔、9′右耦合小孔、11上原子通道、11′下原子通道、12E-T分支矩形波导的E支和13同轴线探针。因为是附图1A-A处的剖视图,从本附图中可以展示本发明的截面的情况,尤其可以看清楚4调谐螺钉、5同轴线探针固定座、12E-T分支矩形波导的E支和13同轴线探针的情况。需要指出的是有关原子通道的情况,在附图1可以分得很清楚的11上原子通道和11′下原子通道,在附图2中重叠在一起,所以在一个圆孔中同时标出了标号11和11′,不过在图2中则展示了原子通道的截面是圆的特征。此外,需要指出的,所述的同轴线探针固定座5为具有锥形弹性片挤压紧固并防微波泄漏的结构。所述的同轴线探针固定座5也可以为SMA接口座结构,因为SMA接口座结构为该专业的公知技术,不再详述。再者,所述的调谐螺钉4和紧固同轴线探针13的同轴线探针固定座5被分别固定在E-T分支矩形波导的E支12的两个宽壁面上,从该图中也能够展示的相当清楚。由于附图2在其它方面和附图1类似,所以在此略去,不再赘述。
本发明提出并采用一种E-T分支波导腔通过等幅反相磁场耦合激励,并在结构上连接成一体的TE011单模式圆柱微波腔,即可简称为“耦连腔体”,耦连腔体的一半段为圆柱形波导,耦连腔体的另一半段为E-T分支矩形波导,所述的E-T分支矩形波导由长度为1/2λg的3段矩形波导构成。在圆柱形波导和所述的E-T分支矩形波导二者之间有一个公共端壁,在所述的公共端壁上设有等幅反相磁场耦合的2个小孔。在圆柱形波导(腔)内的TE011单模式的微波场,就是由微波信号源用同轴线输出的微波经过这种“由固定座固定好的同轴线探针→E-T分支矩形波导(腔)+调谐螺钉→轴对称的2个磁耦合小孔→圆柱形波导(腔)所构成的”一路微波输入耦合激励机构来实现的。其中,由圆柱形波导腔内的TE011模的磁场是通过公共端壁上的2个轴对称小孔同E-T分支矩形波导(腔)内的磁场之间产生的是等幅反相磁场的匹配耦合,因而能够抑制TE011模的简并模TM111的伴生,以消除干扰。
由于本发明采用了上述的技术方案,其设计科学、构思巧妙、工艺简单、结构紧凑、工作稳定等优点,适于大力推广使用。

Claims (10)

1.一种单模圆柱微波腔,所述的微波腔包括调谐螺钉(4)、同轴线探针(13)和紧固同轴线探针(13)的同轴线探针固定座(5);
其特征在于:
所述的单模圆柱微波腔有一个耦连腔体(2);
所述的单模圆柱微波腔附有原子通道,所述的原子通道位于中轴线处;
所述的耦连腔体(2)的一半段为圆柱形波导(6),所述的耦连腔体(2)的另一半段为E-T分支矩形波导(7);
在所述的圆柱形波导(6)和所述的E-T分支矩形波导(7)二者之间有一个公共端壁(8);
所述的调谐螺钉(4)和紧固同轴线探针(13)的同轴线探针固定座(5)被分别固定在E-T分支矩形波导的E支(12)的两个宽壁面上。
2.根据权利要求1所述的单模圆柱微波腔,其特征在于:
所述的E-T分支矩形波导(7)由长度为1/2λg的3段矩形波导构成。
3.根据权利要求1所述的单模圆柱微波腔,其特征在于:
在所述的公共端壁(8)上设有等幅反相磁场耦合的2个小孔,所述的2个小孔为轴对称的左耦合小孔(9)和右耦合小孔(9′)。
4.根据权利要求3所述的单模圆柱微波腔,其特征在于:
所述的左耦合小孔(9)和右耦合小孔(9′)为圆形小孔。
5.根据权利要求3所述的单模圆柱微波腔,其特征在于:
所述的左耦合小孔(9)和右耦合小孔(9′)为隙缝。
6.根据权利要求1所述的单模圆柱微波腔,其特征在于:
所述的圆柱形波导(6)附有一个下端盖(3),所述的下端盖(3)用螺钉或焊接固定在所述的圆柱形波导(6)的下端面壁上。
7.根据权利要求1所述的单模圆柱微波腔,其特征在于:
所述的E-T分支矩形波导(7)附有一个上端盖(1),所述的上端盖(1)用螺钉或焊接固定在所述的E-T分支矩形波导(7)的上端面壁上。
8.根据权利要求6所述的单模圆柱微波腔,其特征在于:
所述的下端盖(3)有一个内表面(10),所述的内表面(10)为凹面形或为平面形。
9.根据权利要求1所述的单模圆柱微波腔,其特征在于:
所述的同轴线探针固定座(5)为具有锥形弹性片挤压紧固并防微波泄漏的结构。
10.根据权利要求1所述的单模圆柱微波腔,其特征在于:
所述的原子通道包括上原子通道(11)和下原子通道(11′);
所述的同轴线探针固定座(5)为SMA接口座结构。
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