CN103779635B - 一种大功率传输线移相器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率传输线移相器，包括：上外导体、上内导体、下外导体和下内导体；其中，上内导体设置在上外导体内部以组成第一馈线，下内导体设置在下外导体内部以组成第二馈线，通过第一馈线与第二馈线互相对插的方式实现馈线长度的调整。本发明通过设置上外导体、上内导体、下外导体和下内导体间互相对插的方式，实现了馈线长度可调整，进而减小了大功率移相器的体积，解决了现有技术大功率移相器的体积都较为庞大，没有室内用的小型的大功率传输线移相器的问题。

Description

一种大功率传输线移相器

技术领域

本发明涉及移相器领域，特别是涉及一种大功率传输线移相器。

背景技术

射频大功率设备运行时，需要将100kW级别的高功率射频信号移相，其通过功率较大，此类功率等级的大功率移相器在国内目前体积都较为庞大，没有室内用的小型的大功率传输线移相器。

发明内容

本发明提供了一种大功率传输线移相器，用以解决现有技术大功率移相器的体积都较为庞大，没有室内用的小型的大功率传输线移相器的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种大功率传输线移相器，包括：上外导体、上内导体、下外导体和下内导体；其中，所述上内导体设置在所述上外导体内部以组成第一馈线，所述下内导体设置在所述下外导体内部以组成第二馈线，通过所述第一馈线与所述第二馈线互相对插的方式实现馈线长度的调整。

进一步，在所述上内导体的端部和/或所述下外导体的端部增加弹性元件以实现可靠的点接触。

进一步，所述弹性元件为簧片。

进一步，所述簧片的数量为两组。

进一步，所述上外导体、上内导体、下外导体和下内导体的数量分别为2个，还包括：

2个内弯头，1个U型弯头，1个上支架，1个下支架，6个过轮，2个定位支架，2个传动轴组件，1个减速器，1个手柄，1个上安装板，1个中安装板，1个下安装板，4个下安装板加强板，4个中部支撑环，4个中部支撑环压板，2个链条，2个链条吊杆，2个锁紧杆，2个止锁架，2个止锁块；

其中，将1个上安装板、1个中安装板、1个上支架和1个下支架连接成第一框架；将过轮、定位支架、传动轴组件、减速器、手柄、锁紧杆连接成第二框架，所述第二框架安装在所述第一框架之内；将1个内弯头、1个上外导体、1个上内导体依次连接，以组成2组；将U型弯头、下外导体、下内导体、下安装板、下安装板加强板、链条吊杆、止锁架连接成为活动的下馈线组；将所述下馈线组插入上外导体、上内导体中，并通过止锁块将下馈线组托住；通过螺栓安装中部支撑环、中部支撑环压板以引导下馈线组的后续插入；将链条绕过过轮，并调整链条吊杆，以张紧链条。

进一步，将U型弯头、下外导体、下内导体、下安装板、下安装板加强板、链条吊杆、止锁架连接成为活动的下馈线组包括：将U型弯头的两端分别与两个下内导体连接，下内导体和下外导体以互相对插的形式连接，下安装板、下安装板加强板、链条吊杆和止锁架构成支架结构。

进一步，中部支撑环由聚四氟乙烯材料制作而成。

进一步，通过螺栓和/或喉箍将内弯头、上外导体、上内导体进行连接。

进一步，通过螺栓连接所述下馈线组。

本发明通过设置上外导体、上内导体、下外导体和下内导体间互相对插的方式，实现了馈线长度可调整，进而减小了大功率移相器的体积，解决了现有技术大功率移相器的体积都较为庞大，没有室内用的小型的大功率传输线移相器的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中大功率传输线移相器的结构示意图；

图2是本发明实施例中大功率传输线移相器的优选结构示意图；

图3是本发明实施例中大功率传输线移相器的优选结构的轴测图；

图4是本发明优选实施例中增加簧片的大功率传输线移相器的结构示意图；

图5是本发明优选实施例中大功率传输线移相器增加两组簧片处的细节图；

图6是本发明优选实施例中大功率传输线移相器增加一组簧片处的细节图。

具体实施方式

为了解决现有技术大功率移相器的体积都较为庞大，没有室内用的小型的大功率传输线移相器的问题，本发明提供了一种大功率传输线移相器，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

基于现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种大功率传输线移相器，其结构示意如图1所示，包括：

上外导体3、上内导体4、下外导体5和下内导体6；其中，上内导体4设置在上外导体3内部以组成第一馈线，下内导体6设置在下外导体5内部以组成第二馈线，通过第一馈线与第二馈线互相对插的方式实现馈线长度的调整。

本发明实施例通过设置上外导体、上内导体、下外导体和下内导体间互相对插的方式，实现了馈线长度可调整，进而减小了大功率移相器的体积，解决了现有技术大功率移相器的体积都较为庞大，没有室内用的小型的大功率传输线移相器的问题。

为了进一步实现可靠的点接触，还可以在上内导体4的端部和/或下外导体5的端部增加弹性元件，该弹性元件可以为簧片，簧片的数量优选为两组。

实施过程中，上外导体3、上内导体4、下外导体5和下内导体6的数量分别为2个，则上述传输线移相器还可以如图2所示，安装后的轴测图如图3所示，包括：

2个内弯头1，1个U型弯头2，1个上支架7，1个下支架8，6个过轮9，2个定位支架10，2个传动轴组件11，1个减速器12，1个手柄13，1个上安装板14，1个中安装板15，1个下安装板16，4个下安装板加强板17，4个中部支撑环18，4个中部支撑环压板19，2个链条20，2个链条吊杆21，2个锁紧杆22，2个止锁架23，2个止锁块24；

其中，将1个上安装板14、1个中安装板15、1个上支架7和1个下支架8连接成第一框架；将过轮9、定位支架10、传动轴组件11、减速器12、手柄13、锁紧杆22连接成第二框架，第二框架安装在第一框架之内；将1个内弯头1、1个上外导体3、1个上内导体4依次连接，以组成2组；将U型弯头2、下外导体5、下内导体6、下安装板16、下安装板加强板17、链条吊杆21、止锁架23连接成为活动的下馈线组；将下馈线组插入上外导体3、上内导体4中，并通过止锁块24将下馈线组托住；通过螺栓安装中部支撑环18、中部支撑环压板19以引导下馈线组的后续插入；将链条20绕过过轮9，并调整链条吊杆21，以张紧链条20。

具体的，将U型弯头2、下外导体5、下内导体6、下安装板16、下安装板加强板17、链条吊杆21、止锁架23连接成为活动的下馈线组包括：将U型弯头2的两端分别与两个下内导体6连接，下内导体6和下外导体5以互相对插的形式连接，下安装板16、下安装板加强板17、链条吊杆21和止锁架23构成支架结构。

设计时，中部支撑环18可以设计为由聚四氟乙烯材料制作；通过螺栓和/或喉箍将内弯头1、上外导体3、上内导体4进行连接；并通过螺栓连接下馈线组。

优选实施例

本发明实施例是针对射频大功率设备而设计的，由于需要将的100kW级别的高功率射频信号的移相，通过功率大，这种功率等级的大功率传输线移相国内目前体积庞大，没有室内用的小型的大功率移相器。成功研制了手动调整的大功率传输线移相，其技术特点在于：结构精巧、工艺精细、使用方便、安全性好。因此，解决了大功率射频信号移相的难题，对射频大功率放大器设备的运用起到了决定性的作用。

基于现有技术，即原子能院串列工程升级2期100MeV回旋加速器作为国家基础研究的大科学工程现已获得国家正式批准，其高频功率源系统是100MeV回旋加速器的重要组成部分。

在100MeV回旋加速器系统中，高频系统的任务是给质子束流加速提供必要的能量。由于高频功率源系统是两套对一只腔体的工作模式，使得这两套高频功率源系统的相位调整成为高频系统的重要组成部分，也是整个高频系统稳定工作的关键部件。

本发明实施例设计的大功率传输线移相器主要内容满足100MeV回旋加速器高频功率源系统所需要的相位调整要求，以实现最终的高射频功率馈入腔体的目的。100MeV回旋加速器高频功率源系统共需要2套，要求设备工作与100kW连续波射频，属于该项目研制的关键技术。基于上述原因，本发明优选实施例的大功率传输线移相器设计两路馈线。具体方案如下：

本发明实施例是基于调整内外导体实际的长度来实现对大功率射频信号移相的目的，外部的传动设备采用涡轮蜗杆减速器实现驱动力的放大，经由链条传动系统带动一组下内外导体移动，实现了整个装置内馈线的长度变化。内外导体长度调整皆有簧片作为柔性连接部，在保证内外导体可以随外部传动机构运动的同时又可以保持良好的电接触。具体设计结构如图2所示。

用螺栓先将上安装板14、中安装板15、支架7、支架8连接起来，组成框架。然后用螺栓将过轮9、定位支架10、传动轴组件11、减速器12、手柄13、锁紧杆22与之前组装的框架连接起来。然后用螺栓及喉箍将再将内弯头1、上外导体3、上内导体4连接可靠。然后用螺栓将U形弯头2、下外导体5、下内导体6、下安装板16、下安装板加强板17、止锁架23、链条吊杆21可靠连接组成活动的下馈线组。然后将下馈线组插入装配好的上外导体3、上内导体4中约50mm，并使用止锁块24将下馈线组临时托住。然后用螺栓安装中部支撑环18、中部支撑环压板19用以引导下馈线组后续插入。同时安装链条20，将链条20分别绕过两侧的一组过轮9，然后调整链条吊杆21，以达到张紧链条20的目的。

本发明采用了内外导体柔性连接及链式传动机构，使得运转灵活。经试验，该装置能够满足100kW满功率负载长期工作，调整方便，结构紧凑，定位准确。

根据馈线本身的特点，馈线本身能承受住100kW满负载长期工作，但固定的馈线无法实现长度的调整，本发明设计了固定位置的图示序号4（上内导体）和图示序号3（上外导体）以及可移动的图示序号6（下内导体）和图示序号5（下外导体）。通过不同的直径设计使得这一组特殊的内外导体可以互相对插。并且在图示序号4（上内导体）端部增加簧片作为弹性元件的同时也可以实现可靠的点接触，如图4所示。同理，在图示序号3（上外导体）端部增加簧片也达到同样的目的。如图5和图6所示，图5为两组簧片处的细节图，图6为一组簧片处的示意图。进一步，为了可靠引导图示序号5（下外导体）插入图示序号3（上外导体），设计了图示序号18（中部支撑环）为聚四氟乙烯材料作为绝缘和导向的部件。

由于上下馈线对插时都为柔性连接，上下馈线有插拔的双向运动需要，同时使得需要使用灵活的位置驱动方式。而本设计中专为满足以上条件设计了带张紧功能的链式传动系统，通过图示序号21（链条吊杆）实现张紧的功能。通过带自锁功能的图示序号12（减速器）实现了运动的定位和驱动力的放大，使得图示序号13（手柄）可以轻松驱动整个设备。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (8)

1.一种大功率传输线移相器，其特征在于，包括：

上外导体(3)、上内导体(4)、下外导体(5)和下内导体(6)；

其中，所述上内导体(4)设置在所述上外导体(3)内部以组成第一馈线，所述下内导体(6)设置在所述下外导体(5)内部以组成第二馈线，通过所述第一馈线与所述第二馈线互相对插的方式实现馈线长度的调整；

所述上外导体(3)、上内导体(4)、下外导体(5)和下内导体(6)的数量分别为2个，还包括：

2个内弯头(1)，1个U型弯头(2)，1个上支架(7)，1个下支架(8)，6个过轮(9)，2个定位支架(10)，2个传动轴组件(11)，1个减速器(12)，1个手柄(13)，1个上安装板(14)，1个中安装板(15)，1个下安装板(16)，4个下安装板加强板(17)，4个中部支撑环(18)，4个中部支撑环压板(19)，2个链条(20)，2个链条吊杆(21)，2个锁紧杆(22)，2个止锁架(23)，2个止锁块(24)；

其中，将1个上安装板(14)、1个中安装板(15)、1个上支架(7)和1个下支架(8)连接成第一框架；

将过轮(9)、定位支架(10)、传动轴组件(11)、减速器(12)、手柄(13)、锁紧杆(22)连接成第二框架，所述第二框架安装在所述第一框架之内；

将1个内弯头(1)、1个上外导体(3)、1个上内导体(4)依次连接，以组成2组；

将U型弯头(2)、下外导体(5)、下内导体(6)、下安装板(16)、下安装板加强板(17)、链条吊杆(21)、止锁架(23)连接成为活动的下馈线组；

将所述下馈线组插入上外导体(3)、上内导体(4)中，并通过止锁块(24)将下馈线组托住；

通过螺栓安装中部支撑环(18)、中部支撑环压板(19)以引导下馈线组的后续插入；

将链条(20)绕过过轮(9)，并调整链条吊杆(21)，以张紧链条(20)。

2.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，在所述上内导体(4)的端部和/或所述下外导体(5)的端部增加弹性元件以实现可靠的点接触。

3.如权利要求2所述的移相器，其特征在于，所述弹性元件为簧片。

4.如权利要求3所述的移相器，其特征在于，所述簧片的数量为两组。

5.如权利要求1所述的移相器，其特征在于，将U型弯头(2)、下外导体(5)、下内导体(6)、下安装板(16)、下安装板加强板(17)、链条吊杆(21)、止锁架(23)连接成为活动的下馈线组包括：

将U型弯头(2)的两端分别与两个下内导体(6)连接，下内导体(6)和下外导体(5)以互相对插的形式连接，下安装板(16)、下安装板加强板(17)、链条吊杆(21)和止锁架(23)构成支架结构。

6.如权利要求5所述的移相器，其特征在于，中部支撑环(18)由聚四氟乙烯材料制作而成。

7.如权利要求5所述的移相器，其特征在于，通过螺栓和/或喉箍将内弯头(1)、上外导体(3)、上内导体(4)进行连接。

8.如权利要求5所述的移相器，其特征在于，通过螺栓连接所述下馈线组。