CN110453202B - 一种天线位置可调的波导模式转换器及mpcvd装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天线位置可调的波导模式转换器及MPCVD装置。MPCVD装置包括设置在输送波导管路与谐振腔之间的波导模式转换器，波导模式转换器包括转换波导管段、天线、支撑滑台及升降驱动装置，转换波导管段用于转接布置在MPCVD装置的输送波导管路与谐振腔之间，天线沿上下方向导向可升降的装配在所述转换波导管段中，天线穿出所述转换波导管段并与所述支撑滑台固定装配，升降驱动装置与支撑滑台滑动连接，以驱使所述支撑滑台带动天线升降调整至设定目标位置。天线固定装配在支撑滑台上，通过升降驱动装置可驱动支撑滑台带动天线升降调整，以实现天线高度位置的调节，使波导模式转换器较容易满足最佳结构，从而提高MPCVD装置中微波的转换效率。

Description

一种天线位置可调的波导模式转换器及MPCVD装置

技术领域

本发明涉及一种天线位置可调的波导模式转换器及MPCVD装置。

背景技术

微波等离子体化学气相沉积，简称MPCVD，是一种将微波发生器产生的微波用波导管经隔离器引入反应室中，在微波的激励下，将反应室中的气体分子电离产生等离子体，以在衬底上沉积得到金刚石膜的技术。

目前，微波等离子体化学气相沉积法是制备高质量金刚石制品最有效的方法，授权公告号为CN206992279U的实用新型专利文件中公开了一种微波等离子体系统，该系统包括调谐器、同轴线导体部件以及谐振腔，还包括连接谐振腔和同轴线导体部件的波导同轴转换器，波导同轴转换器具有中空腔体，腔体一端开口，并与调谐器的输出口连接，可将电磁波能量由矩形波导转换并传送到谐振腔中。

上述波导同轴转换器具有中空的腔体，腔体内安装有锥体，锥体沿其轴线开设有圆孔，将同轴线导体部件中的同轴线内导体插装固定在圆孔内，以实现同轴线导体部件的固定和安装。但是，同轴线内导体插装固定在圆孔内后，会导致整个微波等离子体系统在使用的过程中，同轴线导体部件的高度无法调节，而影响波导同轴转换器中微波的转换效率。

现有技术中，在微波等离子体系统中常配合设置有阻抗调配器，如三销钉调配器，以提高系统的微波传输效率。但是，波导模式转换器的结构直接影响微波的转换效率，如果波导模式转换器不是最佳结构，即使在微波等离子体系统中加入阻抗调配器，也不能充分发挥设备的工作能力。所以，需要提供一种天线位置可调整的波导模式转换器，以提高微波的转换效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天线位置可调的波导模式转换器，以解决现有波导模式转换器中的天线固定而无法调整的技术问题；相应的，本发明的目的还在于提供一种MPCVD装置，以解决现有微波等离子体化学气相沉积装置在使用的过程中由于波导模式转换器的天线位置固定，而导致波导模式转换器不容易满足最佳结构而影响整个装置的微波转换效率的问题。

为实现上述目的，本发明天线位置可调的波导模式转换器的技术方案是天线位置可调的波导模式转换器包括转换波导管段、天线、支撑滑台及升降驱动装置，转换波导管段用于转接布置在MPCVD装置的输送波导管路与谐振腔之间，所述天线沿上下方向导向可升降的装配在所述转换波导管段中，所述天线穿出所述转换波导管段并与所述支撑滑台固定装配，所述升降驱动装置与所述支撑滑台传动连接，以驱使所述支撑滑台带动天线升降调整至设定目标位置。

本发明的有益效果是：天线位置可调的波导模式转换器中，天线固定装配在支撑滑台上，通过升降驱动装置可驱动支撑滑台带动天线升降调整至设定目标位置，以实现天线高度位置的调节，使波导模式转换器较容易满足最佳结构，从而提高波导模式转换器中的微波转换效率。

进一步地，所述天线相对于所述支撑滑台升降位置可调的固定装配在支撑滑台上。天线相对支撑滑台位置可调，可确保天线的设定目标位置位于支撑滑台的上下移动行程范围内。

进一步地，所述天线通过升降位置调整结构固定装配在支撑滑台上，升降位置调整结构包括支撑垫块，支撑垫块垫设在支撑滑台上，并与所述天线支撑配合，以在改变支撑垫块高度时实现天线相对升降滑台升降，升降位置调整结构还包括紧固结构，该紧固结构可在天线相对支撑滑台位置调整后，将天线固定在支撑滑台上。可通过增减支撑垫块的数量或者更换具有不同高度的支撑垫块，实现天线相对支撑滑台位置的调节，而且调节过程方便、快捷，并且还可通过紧固结构固定调节后的天线的位置，以增加天线装配结构的稳定性。

进一步地，天线位置可调的波导模式转换器包括位置检测装置，用于检测天线的位置信息，所述升降驱动装置包括电机，电机通过升降驱动机构驱动支撑滑台带动天线升降，所述电机连接有电机控制器，电机控制器根据所述位置检测装置检测到的天线位置信息控制电机工作，进而驱动天线升降调整至所述设定目标位置。电机通过升降驱动机构驱动支撑滑台带动天线升降的结构简单，便于实现，而且对应升降滑台配置有位置检测装置，可实时监测并反馈天线的位置，以通过电机控制器驱动电机动作，从而驱动天线升降调整至设定目标位置。

进一步地，所述位置检测装置包括固设在转换波导管段上的霍尔位移传感器，以及固设在支撑滑台上的用于与霍尔位移传感器配合使用的磁块。霍尔位移传感器的抗干扰能力强、精度高，与磁块配合可实现对支撑滑台位置的精确测量。

进一步地，天线位置可调的波导模式转换器还包括上限位开关和下限位开关，两限位开关与所述电机控制器连接，以由移动到位的支撑滑台触发进而向电机控制器发出触发信号以限制支撑滑台的位置移动范围。通过限制支撑滑台的位置移动范围，在支撑滑台移动至升降驱动机构的极限位置时，可及时控制电机停止转动，进而对升降驱动机构形成保护。

进一步地，所述天线包括内管和外管，内管插套在外管中以在内管与外管之间形成环形通道，天线具有用于向所述谐振腔延伸的底端，所述内管的与天线底端相对应的端部与所述环形通道连通以形成冷却通道，所述内管和环形通道中的其中一个连接进水接头，另一个连接回水接头。利用天线的自身形成冷却通道，通以冷却水或者冷却气体，以对天线散热，可有效降低天线在使用过程中的电极污染。

进一步地，所述天线穿出转换波导管段，所述转换波导管段在天线穿出位置处设有防泄漏结构，防泄漏结构包括固定在转换波导管段上的导电泡棉，导电泡棉与天线导电接触。导电泡棉可对天线和转换波导管段的装配间隙处进行电磁屏蔽，防止微波泄露，而且导电泡棉受挤压后具有较大的形变，在天线高度调整的过程中，可有效避免天线表面被划伤。

进一步地，所述转换波导管段上开设有用于供天线穿出的中心孔，在中心孔处设有下法兰和上法兰，下法兰与天线之间形成V形环槽，所述上法兰将所述导电泡棉压装固定在所述V形环槽内。导电泡棉压装在V形环槽内，且与天线接触，可避免导电泡棉脱落，使导电泡棉起到较好的防止微波泄露的功能。

为实现上述目的，本发明MPCVD装置的技术方案是：MPCVD装置包括输送波导管路和谐振腔，还包括转接布置在所述输送波导管路与谐振腔之间的波导模式转换器，波导模式转换器包括转换波导管段、天线、支撑滑台及升降驱动装置，转换波导管段用于转接布置在MPCVD装置的输送波导管路与谐振腔之间，所述天线沿上下方向导向可升降的装配在所述转换波导管段中，所述天线穿出所述转换波导管段并与所述支撑滑台固定装配，所述升降驱动装置与所述支撑滑台传动连接，以驱使所述支撑滑台带动天线升降调整至设定目标位置。

本发明的有益效果是：MPCVD装置中，天线固定装配在支撑滑台上，通过升降驱动装置可驱动支撑滑台带动天线升降调整至设定目标位置，以实现天线高度位置的调节，使波导模式转换器较容易满足最佳结构，从而提高MPCVD装置中的微波转换效率。

进一步地，所述天线相对于所述支撑滑台升降位置可调的固定装配在支撑滑台上。天线相对支撑滑台位置可调，可确保天线的设定目标位置位于支撑滑台的上下移动行程范围内。

进一步地，所述天线通过升降位置调整结构固定装配在支撑滑台上，升降位置调整结构包括支撑垫块，支撑垫块垫设在支撑滑台上，并与所述天线支撑配合，以在改变支撑垫块高度时实现天线相对上将滑台升降，升降位置调整结构还包括紧固结构，该紧固结构可在天线相对支撑滑台位置调整后，将天线固定在支撑滑台上。可通过增减支撑垫块的数量或者更换具有不同高度的支撑垫块，实现天线相对支撑滑台位置的调节，而且调节过程方便、快捷，并且还可通过紧固结构固定调节后的天线的位置，以增加天线装配结构的稳定性。

进一步地，波导模式转换器包括位置检测装置，用于检测天线的位置信息，所述升降驱动装置包括电机，电机通过升降驱动机构驱动支撑滑台带动天线升降，所述电机连接有电机控制器，电机控制器根据所述位置检测装置检测到的天线位置信息控制电机工作，进而驱动天线升降调整至所述设定目标位置。电机通过升降驱动机构驱动支撑滑台带动天线升降的结构简单，便于实现，而且对应升降滑台配置有位置检测装置，可实时监测并反馈天线的位置，以通过电机控制器驱动电机动作，从而驱动天线升降调整至设定目标位置。

进一步地，所述位置检测装置包括固设在转换波导管段上的霍尔位移传感器，以及固设在支撑滑台上的用于与霍尔位移传感器配合使用的磁块。霍尔位移传感器的抗干扰能力强、精度高，与磁块配合可实现对支撑滑台位置的精确测量。

进一步地，波导模式转换器还包括上限位开关和下限位开关，两限位开关与所述电机控制器连接，以由移动到位的支撑滑台触发进而向电机控制器发出触发信号以限制支撑滑台的位置移动范围。通过限制支撑滑台的位置移动范围，在支撑滑台移动至升降驱动机构的极限位置时，可及时控制电机停止转动，进而对升降驱动机构形成保护。

进一步地，所述天线包括内管和外管，内管插套在外管中以在内管与外管之间形成环形通道，天线具有用于向所述谐振腔延伸的底端，所述内管的与天线底端相对应的端部与所述环形通道连通以形成冷却通道，所述内管和环形通道中的其中一个连接进水接头，另一个连接回水接头。利用天线的自身形成冷却通道，通以冷却水或者冷却气体，以对天线散热，可有效降低天线在使用过程中的电极污染。

进一步地，所述天线穿出转换波导管段，所述转换波导管段在天线穿出位置处设有防泄漏结构，防泄漏结构包括固定在转换波导管段上的导电泡棉，导电泡棉与天线导电接触。导电泡棉可对天线和转换波导管段的装配间隙处进行电磁屏蔽，防止微波泄露，而且导电泡棉受挤压后具有较大的形变，在天线高度调整的过程中，可有效避免天线表面被划伤。

进一步地，所述转换波导管段上开设有用于供天线穿出的中心孔，在中心孔处设有下法兰和上法兰，下法兰与天线之间形成V形环槽，所述上法兰将所述导电泡棉压装固定在所述V形环槽内。导电泡棉压装在V形环槽内，且与天线接触，可避免导电泡棉脱落，使导电泡棉起到较好的防止微波泄露的功能。

附图说明

图1为本发明MPCVD装置的一种实施例的结构简图；

图2为图1中波导模式转换器的结构示意图；

图3为图2的另一个视角的结构示意图；

图4为图1中天线与转换波导管段的装配结构示意图；

图5为图1中天线与波导模式转换器的装配结构示意图；

图6为图5中的A处放大图；

图中，1-微波发生器，2-波导模式转换器，3-滑动活塞，4-谐振腔，5-反应室，6-输送波导管路，7-转换波导管段，8-天线，9-矩形波导上板，10-矩形波导底板，11-矩形波导左侧板，12-矩形波导右侧板，13-锥形件，14-中心孔，15-上法兰，16-下法兰，17-V形环槽，18-导电泡棉，19-内管，20-外管，21-环形通道，22-进水接头，23-回水接头，24-支撑滑台，25-连接法兰，26-支撑架，27-直流电机，28-螺杆，29-霍尔位移传感器，30-磁块，31-安装板，32-连接杆，33-限位开关，34-支撑垫块，35-加强筋板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明MPCVD装置的具体实施例：

本发明的MPCVD装置，即微波等离子体化学气相沉积装置如图1所示，微波等离子体化学气相沉积装置包括微波发生器1、波导模式转换器2、滑动活塞3和围成谐振腔4的外腔体以及位于谐振腔4内的反应室5，外腔体和波导模式转换器2对接，波导模式转换器2通过输送波导管路6与微波发生器1连通。

其中，微波发生器1用于提供一定频率的微波，输送波导管路6用于输送微波发生器1提供的微波，滑动活塞3用于与输送波导管路6中的三销钉调配器配合以使谐振腔4的谐振调到最佳状态，而谐振腔4用于汇集波导模式转换器2转换的相应频率的微波，以将谐振腔内的气体电离成等离子体，并沉积在反应室5的底部，以形成金刚石制品。

此处的微波发生器1、输送波导管路6、滑动活塞3及谐振腔4等结构均属于现有技术，具体在此不再赘述。

波导模式转换器2包括转换波导管段7和天线8，其中，天线8伸入到谐振腔4内。

微波等离子体化学气相沉积装置工作时，由微波发生器1发射对应频率的微波，通过输送波导管路6传输到波导模式转换器2内，由波导模式转换器2转换成相应频率的微波，并由天线8输送至谐振腔4内，并在反应室5内聚焦，将反应室5内的气体电离形成等离子体，最终在反应室5底部形成金刚石薄膜，得到金刚石制品。

本实施例中，如图2和图3所示，天线8沿上下方向导向移动装配在转换波导管段7中，天线8穿出转换波导管段7，并且，在转换波导管段7上设有升降驱动装置，升降驱动装置可驱动天线8进行导向升降至设定目标位置，以实现天线8高度位置的调节，使波导模式转换器2较容易满足最佳结构，从而提高MPCVD装置中的微波转换效率。此处设定目标位置为波导模式转换器2的微波转换效率最高时天线8在上下方向上的位置，而操作者可通过谐振腔4内形成的等离子的位置、形状和微波反射系数等来判断波导模式转换器2的微波转换效率是否最高。

具体的，本实施例中，转换波导管段7为矩形波导管段，矩形波导管段沿长度方向的两端开口设置，而且两个开口端分别通过螺栓与滑动活塞3以及输送波导管路6连接，该矩形波导管段由矩形波导上板9、矩形波导底板10、矩形波导左侧板11和矩形波导右侧板12拼接而成。

具体地，矩形波导管段的四个板子通过螺栓连接，在矩形波导底板10上开设有用于供天线8穿过的圆孔，矩形波导上板9上与圆孔对应的位置设有锥形件13，该锥形件13通过螺栓与两个矩形波导侧板以及矩形波导上板9连接，并且锥形件13整个下沉进入到矩形波导管段的内部。这种拼接而成的矩形波导管段的结构，便于矩形波导管段的加工和装配，而且锥形件13安装在矩形波导管段中，起到渐变阻抗作用，可提高波导模式转换器以及整个微波等离子体化学气相沉积装置的微波传输效率。

当然，在其他实施例中，整个转换波导管段还可以是一体成型结构，装配时，可从矩形波导管段一端将锥形件放入矩形波导管段中，移动至合适位置时再利用螺栓紧固，当然，如果锥形件和矩形波导管段两者之间可进行焊接的话，也可采用焊接的方式进行连接。

本实施例中，如图4至图6所示，在锥形件13的中间轴线位置开设中心孔14，用于供天线8穿过。

转换波导管段在天线穿出位置处设有防泄漏结构，防泄漏结构包括固定在转换波导管段上的导电泡棉，导电泡棉与天线导电接触，且导电泡棉通过上下法兰压装固定。

具体来说，如图4所示，锥形件13的中心位置处设有下沉的凹槽，在凹槽内设置有上法兰15和下法兰16，两个法兰均套装在天线8的外侧，该下法兰16与天线8外周面滑动装配，两者可间隙配合，也可贴合，只要不影响天线滑动即可。如图5和图6所示，下法兰16与天线8的外周面围成V形环槽17，导电泡棉18位于该V形环槽17内，上法兰15通过螺栓连接在凹槽的槽底壁上，并将导电泡棉18压装限位在V形环槽17内，以使导电泡棉18与天线8导电接触，避免导电泡棉18从V形环槽17内脱出。上述防泄漏结构可对天线8和转换波导管段7的装配间隙处进行电磁屏蔽，防止微波泄露，而且导电泡棉18为柔性材料，即导电泡棉18受挤压后具有较大的形变，在天线8相对锥形件13上下移动调整的过程中，可有效避免天线8表面被划伤。

其他实施例中，上述防泄漏结构还可以是导电布，或者由其他具有良好的导电性能、且受挤压后具有较大形变的材料制成。其他实施例中，还可以仅仅设置一个法兰，该法兰与凹槽的槽底壁之间围成用于放置导电泡棉的环腔，法兰固定在槽底壁上，以将导电泡棉压装在环腔内，并与天线导电接触。

本实施例中，如图1、图5和图6所示，天线8的轴线与谐振腔4的中心轴线，以及矩形波导管段上开设的圆孔轴线同轴布置，以使天线8形成同轴天线。该天线8包括内管19和外管20，天线8的内管19与外管20之间设有沿天线8长度方向延伸的环形通道21，该环形通道21在天线8的底端与内管19连通，而且天线8顶端的外管20的管壁上连接有进水接头22，天线8顶端的内管19上连接有回水接头23，以使连通的内管19与环形通道21形成天线8内部的冷却通道，在冷却通道内通入冷却水或者冷却气体，以对同轴天线散热，可有效降低同轴天线在使用过程中的电极污染。这种利用自身结构以形成冷却通道的天线8结构简单，不占用天线8外部的空间。其他实施例中，如果功率要求相对较小，天线温度较低的话，天线整个也可以是单管结构，而且在天线内部还可以不设置冷却通道，即无需对天线进行散热冷却。

本实施例中，如图2和图3所示，波导模式转换器2包括支撑滑台24，支撑滑台24位于矩形波导管段的外侧，天线8上焊接固定有连接法兰25，该连接法兰25位于矩形波导管段的上方，天线8可通过连接法兰25固定在支撑滑台24上。在波导模式转换器2上设有用于驱动天线8沿上下方向上导向移动的升降驱动装置，该升降驱动装置与支撑滑台24传动连接，以通过驱动支撑滑台24，从而带动天线8升降调整至设定目标位置。

具体地，矩形波导上板9上固定有支撑架26，该支撑架26整体呈U形，U形的两个侧板沿上下方向布置，位于下部的U形侧板固定在矩形波导上板9上，且U形开口朝向天线8方向，U形底板的外侧设有加强筋板35，用于增加支撑架26的强度。升降驱动装置包括固定在支撑架26顶部的直流电机27，直流电机27的输出轴连接有升降驱动机构，直流电机27可通过该升降驱动机构带动支撑滑台24上下导向移动。

升降驱动机构包括螺杆28，该螺杆28转动装配在支撑架26的两个U形侧板上，且沿上下方向延伸布置，支撑滑台24通过螺纹结构与螺杆28配合，以使螺杆28与支撑滑台24构成丝杠螺母结构，在直流电机27的驱动作用下，螺杆28转动，可带动支撑滑台24沿螺杆28长度方向导向移动，从而实现天线8的升降调节，而且调节过程方便、快捷。

如图2和图3所示，波导模式转换器2还包括位置检测装置，该位置检测装置用于检测天线8的位置信息，位置检测装置还配备有显示屏（未示出），该显示屏用于显示位置检测装置检测到的天线8的位置信息。

本实施例中，升降驱动装置包括固定在支撑架26顶部的直流电机27，直流电机27连接有电机控制器，依据从显示屏上观测到的天线8的位置信息，操作者可通过电机控制器控制直流电机27正反转或者停止，进而驱动天线8升降调整至设定目标位置，实现天线8位置的手动调节，提高波导模式转换器2以及整个微波等离子体化学气相沉积装置的微波转换效率。

在其他实施例中，升降驱动装置中不包括直流电机，升降驱动装置包括固定在支撑架顶部的步进电机，步进电机连接有电机控制器，显示屏与电机控制器连接，显示屏可将天线的位置信号传输给电机控制器，电机控制器可依据显示屏显示的天线位置信息来控制步进电机正反转或者停止，进而驱动天线升降调整至设定目标位置，实现天线位置的自动调节，提高波导模式转换器以及整个微波等离子体化学气相沉积装置的微波转换效率。

如图2所示，位置检测装置包括霍尔位移传感器29和磁块30，在支撑架26的U形底板上延伸布置有安装板31，支撑滑台24上固定有连接杆32，连接杆32的端部延伸至安装板31位置处，霍尔位移传感器29固定在安装板31上，磁块30固定在连接杆32的端部，并与霍尔位移传感器29相对应，霍尔位移传感器29的信号输出端与显示屏连接，通过霍尔位移传感器29与磁块30相配合，可检测到支撑滑台24在高度方向上的相对位置，并将该位置信息通过显示屏反馈显示，而且由于霍尔位移传感器抗干扰能力强、精度高，与磁块配合可实现对支撑滑台位置的精确测量。

其他实施例中，位置检测装置还可以包括拉绳位移传感器，拉绳位移传感器由轮毂、缠绕在轮毂上的不锈钢绳以及与轮毂连接的精密旋转感应器组成，不锈钢绳的端部与支撑滑台上的连接杆连接，精密旋转传感器与电机控制器连接，轮毂与紧密旋转感应器固定在安装板上，支撑滑台带动不锈钢绳伸长和收缩，不锈钢绳端部的位移量通过精密旋转感应器转换成电信号，精密旋转感应器的信号输出端与显示屏连接，通过拉绳位移传感器可检测到支撑滑台在高度方向上的相对位置，并将该位置信息通过显示屏反馈显示。

本实施例中，如图3所示，在支撑架26的U形底板的侧部还固设有用于限制支撑滑台24移动的两个限位开关33，两个限位开关33包括上限位开关和下限位开关，两个限位开关33之间的距离，即为支撑滑台24在上下方向上调整的最大位移行程，两个限位开关33均与电机控制器连接，当支撑滑台24上升至上限位开关位置时，支撑滑台24触发上限位开关，进而向电机控制器发出触发信号，从而使电机控制器控制直流电机27关闭，以限制支撑滑台24继续上移；当支撑滑台24下降至下限位开关位置时，支撑滑台24触发下限位开关，进而向电机控制器发出触发信号，从而使电机控制器控制直流电机27关闭，以限制支撑滑台24继续下移，这种设置两个限位开关的结构可实现在支撑滑台移动至升降驱动机构的极限位置时，及时控制直流电机27停止运转，进而对升降驱动机构形成保护。其他实施例中，还可以不设置上下限位开关，可以通过手动操作电机控制器，及时控制直流电机停止运转，以保护升降驱动机构。

本实施例中，如图2所示，波导模式转换器2还包括升降位置调整结构，通过该升降位置调整结构，可调整天线8相对支撑滑台24的位置，升降位置调整结构包括支撑垫块34，该支撑垫块34位于支撑滑台24上，且位于天线8上的连接法兰25下部，本实施例中，支撑垫块34数量有三个，通过增加或者减少支撑垫块34的数量，可调整天线8相对于支撑滑台24的高度，从而实现天线8高度的调整，使天线8达到设定目标位置，并使天线8的设定目标位置位于支撑滑台24的上下移动行程范围内，增加天线在高度方向上调整的范围，提高波导模式转换器中微波的装换效率，而且调节的过程方便、快捷。其他实施例中，支撑垫块的数量还可以有两个、四个以上或者仅有一个，通过增减支撑垫块的数量实现天线高度的调节，还可以通过更换具有不同高度的支撑垫块以实现天线高度的调节。

本实施例中，升降位置调整结构还包括紧固结构（未示出），该紧固结构具体为穿装连接连接法兰25与支撑滑台24的紧固螺栓，相应的在支撑垫块34上开设有用于穿过紧固螺栓的螺栓孔（未示出），以实现当天线8相对支撑滑台24的位置调整到位后，可通过紧固螺栓将天线8固定装配在支撑滑台24上，增加天线装配结构的稳定性。

其他实施例中，如果天线的设定目标位置位于支撑滑台的上下移动范围内，还可以不设置升降位置调整结构，即天线固设在支撑滑台上，仅通过升降驱动装置驱使支撑滑台调整天线的位置，即可将天线调整至设定目标位置，而且调节过程方便、快捷，以实现提高波导模式转换器中微波的转换效率的目的。

本实施例中，升降位置调整结构包括支撑垫块和紧固结构。其他实施例中，还可以不设置支撑垫块和紧固结构，而是采用紧固螺母的方式进行调整固定，具体来说，升降位置调整结构包括位于天线上的外螺纹段，天线穿过支撑滑台上的通孔，升降位置调整结构还包括设置在外螺纹段上、且位于支撑滑台上下方向上布置的两个螺母，通过旋松下螺母，调节上螺母与天线的配合，即可实现天线相对支撑滑台在上下方向上的微调，其中下螺母为背紧螺母，当天线调整到位时候，旋紧下螺母，即可实现天线相对支撑滑台的固定。这种上下螺母与天线上外螺纹段的配合，也能够增加天线在高度方向上调整的范围，实现提高波导模式转换器中微波的装换效率的目的。

本实施例中，直流电机通过升降驱动机构驱动支撑滑台带动天线升降，而升降驱动机构通过丝杠螺母结构实现。其他实施例中，升降驱动机构还可以是钢丝绳结构，直流电机固定在支撑架的顶部，直流电机输出轴连接有卷筒，卷筒上缠绕钢丝绳，钢丝绳的一端固定在支撑滑台上，通过直流电机的正反转，释放和缠绕钢丝绳，以实现支撑滑台在高度上的位置调整，从而实现天线的位置调整。

本实施例中，位置检测装置包括固设在转换波导管段上的霍尔位移传感器，以及固设在支撑滑台上的用于与霍尔位移传感器配合使用的磁块。其他实施例中，位置检测装置包括设置在安装板上的刻度标尺，以及设置在连接杆上的指针，通过读取指针在刻度标尺上的读数可确定支撑滑台的相对位置，通过手动操作电机控制器以控制直流电机启闭，从而将天线调整至设定目标位置。

本发明天线位置可调的波导模式转换器的具体实施例：

天线位置可调的波导模式转换器的具体结构与上述MPCVD装置的具体实施例中波导模式转换器的具体结构相同，此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种天线位置可调的波导模式转换器，其特征在于：包括转换波导管段、天线、支撑滑台及升降驱动装置，

转换波导管段用于转接布置在MPCVD装置的输送波导管路与谐振腔之间，

所述天线沿上下方向导向可升降的装配在所述转换波导管段中，

所述天线穿出所述转换波导管段并与所述支撑滑台固定装配，

所述升降驱动装置与所述支撑滑台传动连接，以驱使所述支撑滑台带动天线升降调整至设定目标位置。

2.根据权利要求1所述的天线位置可调的波导模式转换器，其特征在于：所述天线相对于所述支撑滑台升降位置可调的固定装配在支撑滑台上。

3.根据权利要求2所述的天线位置可调的波导模式转换器，其特征在于：所述天线通过升降位置调整结构固定装配在支撑滑台上，升降位置调整结构包括支撑垫块，支撑垫块垫设在支撑滑台上，并与所述天线支撑配合，以在改变支撑垫块高度时实现天线相对升降滑台升降，升降位置调整结构还包括紧固结构，该紧固结构可在天线相对支撑滑台位置调整后，将天线固定在支撑滑台上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线位置可调的波导模式转换器，其特征在于：天线位置可调的波导模式转换器包括位置检测装置，用于检测天线的位置信息，所述升降驱动装置包括电机，电机通过升降驱动机构驱动支撑滑台带动天线升降，所述电机连接有电机控制器，电机控制器根据所述位置检测装置检测到的天线位置信息控制电机工作，进而驱动天线升降调整至所述设定目标位置。

5.根据权利要求4所述的天线位置可调的波导模式转换器，其特征在于：所述位置检测装置包括固设在转换波导管段上的霍尔位移传感器，以及固设在支撑滑台上的用于与霍尔位移传感器配合使用的磁块。

6.根据权利要求4所述的天线位置可调的波导模式转换器，其特征在于：天线位置可调的波导模式转换器还包括上限位开关和下限位开关，两限位开关与所述电机控制器连接，以由移动到位的支撑滑台触发进而向电机控制器发出触发信号以限制支撑滑台的位置移动范围。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的天线位置可调的波导模式转换器，其特征在于：所述天线包括内管和外管，内管插套在外管中以在内管与外管之间形成环形通道，天线具有用于向所述谐振腔延伸的底端，所述内管的与天线底端相对应的端部与所述环形通道连通以形成冷却通道，所述内管和环形通道中的其中一个连接进水接头，另一个连接回水接头。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的天线位置可调的波导模式转换器，其特征在于：所述天线穿出转换波导管段，所述转换波导管段在天线穿出位置处设有防泄漏结构，防泄漏结构包括固定在转换波导管段上的导电泡棉，导电泡棉与天线导电接触。

9.根据权利要求8所述的天线位置可调的波导模式转换器，其特征在于：所述转换波导管段上开设有用于供天线穿出的中心孔，在中心孔处设有下法兰和上法兰，下法兰与天线之间形成V形环槽，所述上法兰将所述导电泡棉压装固定在所述V形环槽内。

10.一种MPCVD装置，包括输送波导管路和谐振腔，还包括转接布置在所述输送波导管路与谐振腔之间的波导模式转换器，其特征在于：所述波导模式转换器为权利要求1至9中任一项所述的天线位置可调的波导模式转换器。