CN107181035A - 大功率同轴水负载结构 - Google Patents

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高勇
李恩
郭高凤
李亚峰
余承勇
赵鹏举
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    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/24—Terminating devices
    • H01P1/26—Dissipative terminations
    • H01P1/262—Dissipative terminations the dissipative medium being a liquid or being cooled by a liquid

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Abstract

本发明提供一种大功率同轴水负载结构，包括依次连接的同轴激励部分、同轴渐变部分、同轴开放式部分，三部分都是圆柱形的导体，同轴渐变部分、同轴开放式部分的内部为空腔，三部分的导体共同连接成水负载外导体；水负载外导体内部同轴设置水平的水负载内导体，同轴激励部分的左端为同轴线接口，同轴开放式部分的右端设有开口作为同轴开放式端口，同轴渐变部分B和同轴开放式部分的外壁上设有有竖直的通孔；渐变段部分和同轴开放式部分扩大了微波能量与水交换的能力，外导体壁上开有通孔使得水可以在水负载中得到循环替换，维持同轴水负载附近的水温，本发明大功率同轴水负载结构在2—18GHz宽频带范围内具有良好的吸收特性，可承受功率达到100W。

Description

大功率同轴水负载结构
技术领域
本发明属于微波测量的应用领域，尤其是一种大功率同轴水负载结构。
背景技术
匹配负载在微波传输系统中是一个重要的部件，它关系到系统的传输效率、功率容量和工作稳定性，关系到微波测量的系统误差和测量精度等一系列问题。因此，负载在微波技术中十分重要，是微波系统中重要的一个环节。
匹配负载是一种能全部吸收输入功率的单端口元件，它是一段终端短路的波导或同轴线，其内部结构有吸收能量的物质。匹配负载的主要技术指标是工作频带，输入驻波比和功率容量。根据吸收功率的大小，匹配负载分为低功率负载和高功率负载，低功率负载一般用于实验室作终端匹配器，用于精密测量，对其驻波比要求较高。其中，低功率波导匹配负载为一段终端短路的波导，其里面沿电场方向放置吸收体。而高功率负载的构造原理与低功率负载一样，但在高功率的时候需要考虑热量的吸收和发散问题，吸收的物质可以使用固体或液体。利用水作为吸收物质，由水的流动携带出能量的终端装置，称为水负载。
传统水负载由于其结构方面的缺陷，使得提高其功率容量、扩宽频带及减小驻波比方面难以取得较好结果，这无疑会导致水负载在宽频带大功率方面的研究跟不上大功率微波系统发展的需要。目前常见的水负载是在波导终端安装劈形容器，其内通以水，以吸收微波功率。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种大功率同轴水负载结构。
为实现上述发明目的，本发明提供技术方案如下：
一种大功率同轴水负载结构，包括依次连接的同轴激励部分A、同轴渐变部分B、同轴开放式部分C，所述同轴激励部分A、同轴渐变部分B、同轴开放式部分C都是圆柱形的导体，所述同轴渐变部分B包括与同轴激励部分A连接的小端、与同轴开放式部分C连接的大端，同轴渐变部分B、同轴开放式部分C的内部为空腔，所述同轴线激励部分A、同轴渐变部分B、同轴开放式部分C三部分的导体共同连接成水负载外导体；水负载外导体内部同轴设置水平的水负载内导体，所述同轴激励部分A的左端为同轴线接口，同轴开放式部分C的右端为开口作为同轴开放式端口，同轴渐变部分B和同轴开放式部分C的外壁上设有竖直的通孔。
同轴激励部分A是让电磁能量耦合进入大功率同轴水负载结构。同轴渐变部分是为了扩大水负载作用区域，增加水负载带载能力。同轴开放式部分是为了让水流进去大功率同轴水负载。同轴渐变部分和同轴开放式部分的外导体壁上开有通孔是为了让与电磁信号交换能量后的水流流出大功率同轴水负载，使得水可以在水负载中得到循环替换，维持同轴水负载附近的水温，这有利于提高大功率同轴水负载的工作稳定性。
大功率同轴水负载结构的具体工作原理是：电磁波通过同轴激励部分A馈入到大功率同轴负载，能量集中在同轴渐变部分B和同轴开放式部分C填充的水所在的区域，然后水流从同轴开放式端口进入大功率同轴水负载，水与电磁能量进行能量交换后从通孔流出大功率同轴水负载，这样水不断的将电磁能量吸收后带走得到水负载的功能。
作为优选方式，水负载内导体外侧包覆介质保护层。以保护内导体免受腐蚀和损伤。
作为优选方式，所述介质保护层为聚四氟乙烯。
作为优选方式，所述的通孔为圆孔。
作为优选方式，所述圆孔的直径为0.5-1mm。所述圆孔的直径不能影响阻抗匹配。
作为优选方式，通孔在导体外壁上均匀排列。
本发明的有益效果为：一、本发明大功率同轴水负载结构引入的渐变段部分扩大了同轴水负载的吸收微波的能力。二、本发明大功率同轴水负载结构在同轴渐变部分和同轴开放式部分的外导体壁上开有通孔使得水可以在水负载中得到循环替换，维持同轴水负载附近的水温。三、本发明大功率同轴水负载结构在2—18GHz宽频带范围内具有良好的吸收特性，可承受功率达到100W。
附图说明
附图1是大功率同轴水负载结构的立体示意图。
附图2是本系统的结构剖面示意图。
其中，A是同轴激励部分、B是同轴渐变部分、C是同轴开放式部分、1是水负载外导体、2是通孔、3是介质保护层、4是水负载内导体、5是同轴开放式端口。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
一种大功率同轴水负载结构，包括依次连接的同轴激励部分A、同轴渐变部分B、同轴开放式部分C，所述同轴激励部分A、同轴渐变部分B、同轴开放式部分C都是圆柱形的导体，所述同轴渐变部分B包括与同轴激励部分A连接的小端、与同轴开放式部分C连接的大端，同轴渐变部分B、同轴开放式部分C的内部为空腔，所述同轴线激励部分A、同轴渐变部分B、同轴开放式部分C三部分的导体共同连接成水负载外导体1；水负载外导体1内部同轴设置水平的水负载内导体4，所述同轴激励部分A的左端为同轴线接口，同轴开放式部分C的右端为开口作为同轴开放式端口5，同轴渐变部分B和同轴开放式部分C的外壁上设有竖直的通孔2。
同轴激励部分A是让电磁能量耦合进入大功率同轴水负载结构。同轴渐变部分是为了扩大水负载作用区域，增加水负载带载能力。同轴开放式部分是为了让水流进去大功率同轴水负载。同轴渐变部分和同轴开放式部分的外导体壁上开有通孔是为了让与电磁信号交换能量后的水流流出大功率同轴水负载，使得水可以在水负载中得到循环替换，维持同轴水负载附近的水温，这有利于提高大功率同轴水负载的工作稳定性。
大功率同轴水负载结构的具体工作原理是：电磁波通过同轴激励部分A馈入到大功率同轴负载，能量集中在同轴渐变部分B和同轴开放式部分C填充的水所在的区域，然后水流从同轴开放式端口5进入大功率同轴水负载，水与电磁能量进行能量交换后从通孔流出大功率同轴水负载，这样水不断的将电磁能量吸收后带走得到水负载的功能。
具体的，水负载内导体4外侧包覆介质保护层。以保护内导体免受腐蚀和损伤。
具体的，所述介质保护层3为聚四氟乙烯。
具体的，所述的通孔2为圆孔。
具体的，所述圆孔的直径为0.5-1mm。所述圆孔的直径不能影响阻抗匹配。
具体的，通孔2在导体外壁上均匀排列。
本实施例大功率同轴水负载结构在2—18GHz宽频带范围内具有良好的吸收特性，可承受功率达到100W。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种大功率同轴水负载结构，其特征在于：包括依次连接的同轴激励部分A、同轴渐变部分B、同轴开放式部分C，所述同轴激励部分A、同轴渐变部分B、同轴开放式部分C都是圆柱形的导体，所述同轴渐变部分B包括与同轴激励部分A连接的小端、与同轴开放式部分C连接的大端，同轴渐变部分B、同轴开放式部分C的内部为空腔，所述同轴线激励部分A、同轴渐变部分B、同轴开放式部分C三部分的导体共同连接成水负载外导体(1)；水负载外导体(1)内部同轴设置水平的水负载内导体(4)，所述同轴激励部分A的左端为同轴线接口，同轴开放式部分C的右端为开口作为同轴开放式端口(5)，同轴渐变部分B和同轴开放式部分C的外壁上设有竖直的通孔(2)。
2.根据权利要求1所述的大功率同轴水负载结构，其特征在于：水负载内导体(4)外侧包覆介质保护层。
3.根据权利要求2所述的大功率同轴水负载结构，其特征在于：所述介质保护层(3)为聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的大功率同轴水负载结构，其特征在于：所述的通孔(2)为圆孔。
5.根据权利要求4所述的大功率同轴水负载结构，其特征在于：所述圆孔的直径为0.5-1mm。
6.根据权利要求1所述的大功率同轴水负载结构，其特征在于：通孔(2)在导体外壁上均匀排列。
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