CN110137648B - 一种微波负载 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微波负载，包括：本体，楔形堵头，吸收片和进水管和出水管，本体为具有波导腔的长方体，沿长方体的长度方向在本体的侧壁上开设有V型槽，沿长方体的宽度方向在本体的侧壁开设有多个第一通水孔；楔形堵头包括与本体的端面对应的侧板，以及一端与侧板连接并与所述V型槽对应的楔形部，楔形部开设有多个第二通水孔；吸收片包括分别与波导腔的内侧表面连接的第一吸收片和第二吸收片，以及分别与楔形部的两侧表面连接的第三吸收片和第四吸收片；进水管和出水管分别与第一通水孔和第二通水孔的两端连通。在楔形部表明上，放置有吸收片，这样成倍地增加了吸收的面积，使得吸收片能够将所吸收的微波热量快速传导到第二通水孔内的冷却水中。

Description

一种微波负载

技术领域

本发明涉及微波技术领域。更具体地，涉及一种微波负载。

背景技术

微波负载是微波电路中的重要元件之一，它的主要功能是使微波功率全部吸收而无反射，原理一般是利用介质吸收系统剩余功率，形成终端无反射的匹配状态。在加速器系统中，常常需要高功率负载吸收射频功率，而高功率负载的研制也一直是加速器领域的研究热点之一。

根据结构的不同，负载可以分为面吸收式匹配负载和体吸收式匹配负载。面吸收式负载常用于小功率的场合，大功率时常采用体吸收式匹配负载。体吸收式负载根据吸收材料的不同可以分为水负载和干负载，干负载的吸收材料一般为碳化硅，掺导电物质的陶瓷或者铁氧体等。

对于直线加速器传输系统常需要能吸收平均功率达几百至几十千瓦的匹配负载，通常是用水作吸收介质，微波投入水中，被水吸收后转变为热能，在流动的情况下被水带出。这种水负载一般被设计成水管形状，驻波比能达到1.05-1.20左右。水负载能够在几百至几十千瓦的加速器结构中较为稳定的运行，但对于兆瓦功率的加速器系统，水负载具有一定的局限性。

相对于水负载，干负载更为牢固可靠。干负载采用固体吸收材料。常见的干负载在波导的外围设置散热片，利用强制风冷提高其散热效率，但无法达到高功率微波负载的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热良好的微波高功率波导负载。

根据本发明的一个方面，提供了一种微波负载，包括：

本体，所述本体为具有波导腔的长方体，沿所述长方体的长度方向在所述本体的侧壁上开设有V型槽，沿所述长方体的宽度方向在所述本体的侧壁开设有多个第一通水孔；

楔形堵头，所述楔形堵头包括与所述本体的端面对应的侧板，以及一端与所述侧板连接并与所述V型槽对应的楔形部，所述楔形部开设有多个第二通水孔；

吸收片，所述吸收片包括分别与所述波导腔的内侧表面固定结合的第一吸收片和第二吸收片，以及分别与所述楔形部的两侧表面固定结合的第三吸收片和第四吸收片；

进水管和出水管，所述进水管和出水管分别固定结合在所述本体和楔形部的两侧，并与第一通水孔和第二通水孔的两端连通。

优选地，所述第一吸收片和第二吸收片通过离子镀与所述波导腔表面结合。

优选地，所述第三吸收片和第四吸收片通过离子镀与所述楔形部两侧表面结合。

优选地，所述第一吸收片和第二吸收片为电阻膜，所述第三吸收片和第四吸收片为电阻膜。

优选地，所述进水管和出水管分别将相邻的所述第一通水孔和第二通水孔依次连通。

优选地，所述本体和楔形堵头为不锈钢材质。

本发明的有益效果如下：

本发明的微波负载中在楔形堵头的楔形部上，放置有吸收片(膜)，这样成倍地增加了总的吸收片(膜)的面积，使得吸收片(膜)能够将所吸收的微波热量快速传导到楔形堵头中第二通水孔内的冷却水中；采用了压缩厚度的吸收片(膜)，使得吸收片(膜)向通水孔内冷却水的导热能力增加，所采用的吸收膜可以通过离子镀的工艺镀在楔形堵头和本体中波导内壁上；采用了在楔形堵头中，增加通水孔，这样使得吸收片(膜)的热量能够快速随冷却水排出。微波负载不仅具有良好的驻波性能，而且能够承受较高的微波功率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的结构示意图。

图2示出本发明的分解结构示意图。

图3示出本发明本体和楔形堵头的结构示意图。

图4示出本发明本体和楔形堵头的分解结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

在图1-4所示的本发明微波负载的一种实施方式中，该微波负载包括本体1、楔形堵头2、进水管3、出水管4、第一吸收片5、第二吸收片6、第三吸收片7和第四吸收片8。

如图3和图4所示，本体1为长方体金属件，其中有一个沿长度方向上的长方形通水孔，这个通水孔即微波波导，波导的两个端口分别为a端口和b端口，腔体波导的a端口为一个法兰盘，它能够使得微波负载与外部的波导相连接。在b端口的端面上，沿长方体的长度方向开有一个V型槽，它与楔形堵头2相配合，也就是本体1的相对两侧壁上均设有V型槽。沿长方体的宽度方向，在本体1的侧壁上开设有多个第一通水孔11，多个第一通水孔11靠近V型槽设置，第一通水孔11垂直于开设有V型槽的本体侧壁，并贯穿于本体1。本体1由不锈钢金属制成。

楔形堵头2由侧板21和楔形部22组成，侧板21的形状与本体1的端面相同，楔形部22一端与侧板21固定连接，楔形部22的形状与本体1的V型槽匹配对应，使得楔形部22可插入V型槽内。侧板21和楔形部22均由不锈钢金属制成，二者可以一体成型，也可以通过焊接方式固定连接，侧板21与本体1的侧端面结合固定。楔形部22的侧面三角形面上开设有多个第二通水孔23，第二通水孔23贯穿于楔形部22，且第二通水孔平行于第一通水孔11。

如图2所示，第一吸收片5、第二吸收片6、第三吸收片7和第四吸收片8可以是由吸收材料制成的薄片，如碳化硅或结晶硅。第一吸收片5和第二吸收片6分别与本体1中波导腔的上下表面固定连接，其中吸收片可以通过粘接或焊接与波导腔表面相连接，并且对朝向本体端口a的非粘接面的角进行倒角。第三吸收片7和第四吸收片8分别与楔形堵头中楔形部22的上下表面相连接，其中吸收片可以通过粘接或焊接与楔形堵头相连接，并且对朝向本体端口a的非粘接面的角进行倒角。

在另一实施方式中，第一吸收片5、第二吸收片6、第三吸收片7和第四吸收片8可以是镀在波导腔或楔形部22表面的吸收膜，如可以采用离子镀方式在波导腔的上下表面镀上电阻膜形成第一吸收片5和第二吸收片6，在楔形部22的上下表面分别镀上电阻膜形成第三吸收片7和第四吸收片8。

如图1和图2所示，进水管3和出水管4分别固定结合于本体1的两侧，进水管3和出水管4均为金属管。具体地，进水管3通过焊接或螺纹的方式与第一通水孔11和第二通水孔23的一端连通，出水管4通过焊接或螺纹的方式与第一通水孔11和第二通水孔23的另一端连通，使得水流依次流过第一通水孔和第二通水孔，从而对本体1和楔形堵头2进行散热降温。

微波从微波负载本体a端口进入后，沿波导传输，然后作用在吸收片(膜)上，并且微波能量被吸收片(膜)吸收，随即转化为热量。吸收片(膜)的热量通过腔体内波导的上下表面和楔形堵头中楔形部的上下表面，分别传导到本体1和楔形堵头2内的通水孔。然后，热量被通水孔内的冷却水吸收。吸收热量的冷却水随着水流流出微波负载，即吸收片(膜)吸收微波能量所产生的热量被流动的冷却水带出了微波负载。

由于微波负载采用了楔形堵头，使得吸收片(膜)的面积成倍增加，从而增加了吸收片(膜)向外传导热量的面积，即增加了吸收片(膜)向外导热的能力。由于压缩了吸收片(膜)的厚度，使得吸收片(膜)向通水孔内冷却水的导热能力增加。采用了通水孔，特别是在楔形堵头中，增加第二通水孔，这样使得吸收片(膜)的热量能够快速随着冷却水流出微波负载。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种微波负载，其特征在于，包括：

本体，所述本体为具有波导腔的长方体，沿所述长方体的长度方向在所述本体的侧壁上开设有V型槽，沿所述长方体的宽度方向在所述本体的侧壁开设有多个第一通水孔；

楔形堵头，所述楔形堵头包括与所述本体的端面对应的侧板，以及一端与所述侧板连接并与所述V型槽对应的楔形部，所述楔形部上沿着与所述第一通水孔平行的方向开设有多个第二通水孔；

吸收片，所述吸收片包括分别与所述波导腔的上、下表面固定结合的第一吸收片和第二吸收片，以及分别与所述楔形部的上、下表面固定结合的第三吸收片和第四吸收片；

进水管和出水管，所述进水管和出水管分别固定结合在所述本体和楔形部的设有通水孔的两侧，并与第一通水孔和第二通水孔的两端连通。

2.根据权利要求1所述的微波负载，其特征在于，所述第一吸收片和第二吸收片通过离子镀分别与所述波导腔上下表面结合。

3.根据权利要求1所述的微波负载，其特征在于，所述第三吸收片和第四吸收片通过离子镀分别与所述楔形部的上、下表面结合。

4.根据权利要求2或3所述的微波负载，其特征在于，所述第一吸收片和第二吸收片为电阻膜，所述第三吸收片和第四吸收片为电阻膜。

5.根据权利要求1所述的微波负载，其特征在于，所述进水管和出水管分别将相邻的所述第一通水孔和第二通水孔依次连通。

6.根据权利要求1所述的微波负载，其特征在于，所述本体和楔形堵头为不锈钢材质。

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