CN110462923A - 高频窗及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是校正由于组件尺寸精度、组装精度或介电常数的变化等所导致的与设计值的误差，并且维持设计值。一种RF窗被提供具有：圆形波导，其包括圆形管道部分和侧壁部分，圆形管道部分具有圆形导管，圆形导管具有圆形横截面，侧壁部分连接到圆形管道部分在轴向方向上的两侧；第一矩形波导，其包括具有矩形横截面的第一矩形导管，并且其连接到侧壁部分之一，以使得第一矩形导管与圆形导管连通；第二矩形波导，其包括具有矩形横截面的第二矩形导管，并且其连接到侧壁部分中的另一侧壁部分，以使得第二矩形导管与圆形导管连通；以及电介质板，其被配置为板形状，被设置在圆形导管中，并且密封地被保持在圆形管道部分中。圆形波导包括塑性可变形部分，塑性可变形部分塑性地可变形，以使得至少圆形波导在轴向方向上的长度可以被改变。

Description

高频窗及其制造方法

技术领域

(相关申请的描述)

本申请基于对日本专利申请No.2017-059345(2017年3月24日提交)的优先权的要求，该申请的全部内容应当通过对其的引用而在本文件中被并入和陈述。

本发明涉及高频窗及其制造方法。

背景技术

高频窗被提供在用于微波管(诸如行波管或速调管)的信号(电磁波)的输入输出段。高频窗用于执行电磁波的输入和输出，同时保持微波管的内部(例如，真空)对外部(例如，大气压或充气的外部)是气密的。作为高频窗，主要存在同轴型高频窗和药盒型高频窗。

药盒型高频窗一般具有按以下顺序的布置：矩形波导(方波导)、圆形波导(圆柱形波导)、盘形电介质(圆形电介质)、圆形波导、以及矩形波导(例如，参见专利文献1)。圆形电介质经由金属化层从圆形电介质的轴向方向上的两侧被插入在2个圆形波导之间，或者经由圆形电介质的外周面处的金属化层由圆形波导的内周面来支撑。因此，圆形电介质和圆形波导的接合部分的气密性被保持。药盒型高频窗具有不同阻抗的多个级被接合的配置，并且由于带宽(范围)由多次反射来提供，所以期望的带宽(谐振频率、S11)通过调节相应组件的尺寸和介电常数来获得。

[引文列表]

[专利文献]

[PTL 1]日本专利公开No.JP2007-287382A

[PTL 2]日本专利公开No.JP-H02-30608U

发明内容

[技术问题]

以下分析由本发明的发明人给出。

因为药盒型高频窗的带宽(谐振频率、S11)由相应组件的尺寸和介电常数决定，所以由于组件尺寸精度、组装精度或介电常数的变化等，而容易出现与设计值(带宽的设计值)的差异。此外，因为当组件尺寸近似为波长时(当组件尺寸很小时)，药盒型高频窗的带宽变宽，所以在具有短波长的高频率处组件尺寸变小。因此，在高频率处，即使是对于组件尺寸上的小差异，与设计值的差异也变大。

为了灵活地响应于与设计值的差异，可取的是使校正成为可能以便具有设计值。为了使校正成为可能以便具有设计值，可以考虑使用专利文献2中公开的柔性波导，以替代药盒型高频窗的圆形波导。专利文献2中描述的柔性波导具有这样的结构：在该结构中，通过利用柔性真空波纹管进一步覆盖柔性波导的外周，外力不施加到波导本身，并且当波导的内部被使得为真空时原始形状被保持。然而，通过仅将如专利文献2中的波纹管结构的波导应用到药盒型高频窗的圆形波导，期望的带宽未被获得。

本发明的主要目的是提供一种高频窗及其制造方法，其中即使由于组件尺寸精度、组装精度或介电常数的变化等而出现与设计值的差异，也有可能进行校正和维护以便具有设计值。

[问题的解决方案]

根据第一方面的高频窗包括：圆形波导，其具有圆柱形段和侧壁段，圆柱形段具有圆形管道导管，圆形管道导管具有圆形形状的横截面，侧壁段接合到圆柱形段在轴向方向上的两侧；第一矩形波导，其具有第一矩形管道导管，第一矩形管道导管具有矩形形状的横截面，并且第一矩形波导接合到侧壁段之一，以使得第一矩形管道导管与圆形管道导管连通；第二矩形波导，其具有第二矩形管道导管，第二矩形管道导管具有矩形形状的横截面，并且第二矩形波导接合到侧壁段中的另一侧壁段，以使得第二矩形管道导管与圆形管道导管连通；以及电介质板，其被配置为板形状，被设置在圆形管道导管中，并且气密地被保持到圆柱形段，其中圆形波导具有塑性可变形段，塑性可变形段塑性地可变形，以使得至少圆形波导在轴向方向上的长度可以被改变。

根据第二方面的用于高频窗的制造方法，其中圆形波导接合在第一矩形波导与第二矩形波导之间，并且圆形波导中的电介质板被保持以分离第一矩形波导侧的空间和第二矩形波导侧的空间，高频窗具有塑性可变形段，塑性可变形段在圆形波导中允许圆形波导在至少轴向方向上的塑性变形，该方法包括：调节圆形波导在轴向方向上的长度，以使得在第一矩形波导侧的空间和第二矩形波导侧的空间均具有规定压力的情况下，当规定频率的电磁波从第二矩形波导传输到第一矩形波导时，S11的值最小，其中当圆形波导在轴向方向上的长度被调节时，塑性可变形段塑性地被变形。

[发明的有利效果]

根据第一方面，即使由于组件尺寸精度、组装精度或介电常数的变化等而出现与设计值的差异，也有可能进行校正和维护以便具有设计值。

附图说明

图1是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第一示例实施例的高频窗的配置。

图2A是穿过图1的X-X’的横截面，图2B是穿过图1的Y-Y’的横截面，并且图2C是穿过图1的Z-Z’的横截面，它们示意性地示出了根据第一示例实施例的高频窗的配置。

图3A是示意性地示出了用于电磁场分析的配置的透视图，并且图3B是示出了根据示例1的高频窗的S11和移位量S和频率之间的关系的曲线图。

图4A是示意性地示出了用于电磁场分析的配置的透视图，并且图4B是示出了根据示例2的高频窗的S11和移位量S和频率之间的关系的曲线图。

图5是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第二示例实施例的高频窗的配置。

图6A是穿过图5的X-X’的横截面，图6B是穿过图5的Y-Y’的横截面，并且图6C是穿过图5的Z-Z’的横截面，它们示意性地示出了根据第二示例实施例的高频窗的配置。

图7A是示意性地示出了用于电磁场分析的配置的透视图，并且图7B是示出了根据示例3的高频窗的S11和移位量S和频率之间的关系的曲线图。

图8A是示意性地示出了用于电磁场分析的配置的透视图，并且图8B是示出了根据示例4的高频窗的S11和移位量S和频率之间的关系的曲线图。

图9是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第三示例实施例的高频窗的配置。

图10是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第四示例实施例的高频窗的配置。

图11是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第五示例实施例的高频窗的配置。

图12A是穿过图11的X-X’的横截面，图12B是穿过图11的Y-Y’的横截面，并且图12C是穿过图11的Z-Z’的横截面，它们示意性地示出了根据第五示例实施例的高频窗的配置。

具体实施方式

在后文中，将参考附图来解释示例性实施例。当对附图的参考标号被附加在本申请中时，它们仅旨在帮助理解并且不旨在限于所图示的(多种)模式。以下实施例仅是示例，并且它们不旨在限制本发明。

<第一示例实施例>

将参考附图来解释根据第一示例实施例的高频窗。图1是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第一示例实施例的高频窗的配置。图2A是穿过图1的X-X’的横截面，图2B是穿过图1的Y-Y’的横截面，并且图2C是穿过图1的Z-Z’的横截面，它们示意性地示出了根据第一示例实施例的高频窗的配置。

高频窗100是一种装置，其用于执行信号(电磁波)的输入和输出，同时维持微波管的内部(例如，真空)对外部(例如，大气压或充气的外部)的气密性。高频窗100也称为RF(射频)窗和药盒型高频窗。高频窗100被提供在真空管装置的输入输出段处。高频窗100具有这样的配置：在该配置中，第一矩形波导10、第一圆形波导20、电介质板30、第二圆形波导40和第二矩形波导50在中心轴线80的方向上以上述顺序接合。高频窗100包括圆形波导70(第一圆形波导20、第二圆形波导40)、第一矩形波导10、第二矩形波导50和电介质板30。

圆形波导70是具有圆柱形段(第一圆柱形段21、第二圆柱形段41)和(多个)侧壁段(第一侧壁段23、第二侧壁段43)的管状构件。圆形波导70被布置在第一矩形波导10与第二矩形波导50之间。圆形波导70被配置为第一圆形波导20和第二圆形波导40的组装件。

第一圆形波导20是具有第一圆柱形段21和第一侧壁段23的管状构件。

第一圆柱形段21是管状部分，该管状部分具有第一圆形管道导管22，第一圆形管道导管22具有圆形形状的内侧横截面。第一圆形管道导管22是其外周由第一圆柱形段21围绕的空间，并且是具有圆形形状的横截面的管道导管。第一圆柱形段21具有第一凸缘段24，第一凸缘段24从第二圆柱形段41侧的边缘段在

第一圆柱形段21的径向方向上向外延伸。第一凸缘段24经由接合段60与电介质板30连接。第一圆柱形段21具有安装段25，安装段25在整个周边上的范围中从第一凸缘段24的外周边缘段向第二圆柱形段41侧突出。安装段25可安装到第二圆柱形段41的第二凸缘段44的外周面。安装段25调整电介质板30在径向方向上的移动。安装段25经由接合段60与第二凸缘段44和电介质板30连接。

第一侧壁段23接合到第一圆柱形段21，以便在第一圆柱形段21的轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上挡住外侧(第一矩形波导10侧)。第一侧壁段23具有第一膜片26。

第一膜片26是塑性可变形段，其允许塑性变形以使得至少第一圆形波导20在轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上的长度(第一圆形管道导管22在轴向方向上的长度L’)被改变。第一膜片26在第一侧壁段23的至少一部分中的整个周边上的范围中在第一圆形波导20的轴向方向上向外侧(第一矩形波导10侧)突出。第一膜片26被配置以便即使第一圆形波导20的内部与外部之间出现压力差，也维持第一圆形波导20在轴向方向上的长度。由第一膜片26围绕的内部空间形成第一环形突出段28。第一环形突出段28与第一圆形管道导管22连接。第一膜片26优选地设置在第一侧壁段23中在第一侧壁段23和第一圆柱形段21的接合部分附近(靠近外周边的位置)。注意，第一膜片26不限于靠近外周边的位置。为了允许塑性变形，第一膜片26优选地被配置为使得第一膜片26的厚度薄于第一圆形波导20中除了第一膜片26之外的部分的厚度。

第二圆形波导40是具有第二圆柱形段41和第二侧壁段43的管状构件。

第二圆柱形段41是管状段，该管状段具有第二圆形管道导管42，第二圆形管道导管42在内侧具有圆形形状的横截面。第二圆形管道导管42是其外周由第二圆柱形段41围绕的空间，并且是具有圆形形状的横截面的管道导管。第二圆柱形段41具有第二凸缘段44，第二凸缘段44从第二圆柱形段41侧的边缘段在第二圆柱形段41的径向方向上向外延伸。第二凸缘段44在外周面处可安装到安装段25的内侧。第二凸缘段44经由接合段60与安装段25和电介质板30连接。

第二侧壁段43接合到第二圆柱形段41，以在第二圆柱形段41的轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上挡住外侧(第二矩形波导50侧)。第二侧壁段43具有第二膜片46。

第二膜片46是塑性可变形段，其允许塑性变形以使得至少第二圆形波导40在轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上的长度(第二圆形管道导管42在轴向方向上的长度L)被改变。第二膜片46在第二侧壁段43的至少一部分中的整个周边上的范围中在第二圆形波导40的轴向方向上向外侧(第二矩形波导50侧)突出。第二膜片46被配置以便即使第二圆形波导40的内部与外部之间出现压力差，也维持第二圆形波导40在轴向方向上的长度。由第二膜片46围绕的内部空间是第二环形突出段48。第二环形突出段48与第二圆形管道导管42连接。第二膜片46优选地设置在第二侧壁段43中在第二侧壁段43和第二圆柱形段41的接合部分附近(靠近外周边的位置)。注意，第二膜片46不限于靠近外周边的位置。为了允许塑性变形，第二膜片46优选地被配置为使得第二膜片46的厚度薄于第一圆形波导20中除了第二膜片46之外的部分的厚度。如果第二侧壁段43的内壁面在轴向方向上被移动移位量S，则第二膜片46可以被设置为第二膜片46的外表面在轴向方向上的顶点移动S/2。这一点也适用于第一膜片26。

要注意的是，在根据第一示例实施例的高频窗100中，尽管第一膜片26和第二膜片46被提供，但是也可以仅提供第一膜片26和第二膜片46中的一个。

第一矩形波导10是管状构件，该管状构件具有第一矩形管道导管11，第一矩形管道导管11具有矩形形状的横截面。第一矩形波导10接合到第一侧壁段23，以使得第一矩形管道导管11连接到第一圆形管道导管22。第一矩形波导10可以与第一圆形波导20一体地被配置。

第二矩形波导50是管状构件，该管状构件具有第二矩形管道导管51，第二矩形管道导管51具有矩形形状的横截面。第二矩形波导50接合到第二侧壁段43，以使得第二矩形管道导管51连接到第二圆形管道导管42。第二矩形波导50可以与第二圆形波导40一体地被配置。

第一圆形波导20、第二圆形波导40、第一矩形波导10和第二矩形波导50的材料可以使用例如金属(诸如铜或镍)、铜合金(诸如青铜、黄铜、磷青铜、铝青铜、镍银或镍铜)、或镍合金(诸如铁镍钴合金、可伐合金、蒙乃尔合金、哈氏合金、镍铬铁合金、英科耐尔合金、坡莫合金、康铜、尤拉镍、镍铝合金、镍铬合金、因瓦合金或艾林瓦合金)。

根据EIAJ(日本电子工业协会)标准，矩形波导10和50的尺寸根据将被使用的频带宽度来设置。例如，在电磁波的频率为0.3THz的情况下，矩形波导10和50的尺寸根据应用到频带宽度217-330GHz的EIAJ标准TT-3006的EIAJ类型名称WRI-2600的内径标称尺寸0.864mm×0.432mm。要注意的是，由于圆形波导20和40的尺寸是调节目标，因此它们未被标准化。圆形波导20和40以及矩形波导10和50的壁厚可以小于0.1mm。

电介质板30是由以圆板形状来配置的电介质所形成的构件。电介质板30具有将第一圆形管道导管22的压力(例如，真空)和第二圆形管道导管42的压力(例如，大气压力)分离的作用。电介质板30还具有防止电磁波的多次反射的作用。另外，电介质板30还具有选择性地使规定频率的电磁波通过的作用。通过从电介质板30在轴向方向上的两侧被夹在第一凸缘段24与第二凸缘段44之间，电介质板30气密地被保持到第一圆柱形段21和第二圆柱形段41。电介质板30经由接合段60与第一凸缘段24、第二凸缘段44和安装段25连接。对于电介质板30的材料，例如，可以使用蓝宝石或石英，并且优选地是如下的电介质材料，其具有与波导10、20、40和50中使用的材料的热膨胀系数接近的热膨胀系数。要注意的是，由于电介质板30的尺寸是调节目标，因此它们未被标准化。

接合段60是一个区段，其插入在第一凸缘段24与电介质板30之间的接合面、安装段25与电介质板30之间的接合面、第二凸缘段44与电介质板30之间的接合面、以及安装段25与第二凸缘段44之间的接合面处。接合段60紧密地耦合相应的接合面。接合段60可以是，例如，金属化区域、焊接区域、钎焊区域(例如，具有800-1000℃的熔点的钎焊材料)等。每个接合面的接合段60可以是所有相同方法的接合段60，或者可以是每种不同方法的接合段60。

除了在圆形波导20和40中形成膜片26和46，如上文所描述的高频窗100也可以通过常规方法来组装。其后，第一矩形波导10侧的空间(第一矩形管道导管11、第一圆形管道导管22；例如，真空)中的压力和第二矩形波导50侧的空间(第二矩形管道导管51、第二圆形管道导管42；例如，大气压力)中的压力分别被设置为规定压力，并且规定频率的电磁波从第二矩形波导50被传输到第一矩形波导10，关于是否获得根据设计值的谐振频率来进行测试。在未获得根据设计值的谐振频率(这归因于组件尺寸精度、组装精度或介电常数的变化等)的情况下，圆形波导20和40在轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上的长度(圆形管道导管22和42在轴向方向上的长度L、L’)被调节，以使得S11的值变为最小。当圆形波导20和40在轴向方向上的长度被调节时，膜片26、46塑性地被变形。

根据第一示例实施例，通过在圆形波导20和40中提供膜片26和46，即使由于组件尺寸精度、组装精度或介电常数的变化等而出现与设计值的差异，因为有可能通过使膜片26和46塑性地变形来调节圆形波导20和40在轴向方向上的长度，所以甚至在组装之后也有可能校正与设计值的差异，并且具有最佳特性的高频窗100被获得。此外，在高频窗100被并入到微波管之后，甚至在维持真空气密性的同时，也有可能调节带宽(谐振频率、S11)。因此，根据第一示例实施例，即使组件尺寸精度、组装精度或介电常数发生变化等，由于有可能通过膜片26和46来获得期望带宽，因此不需要重新制造高频窗100，并且这导致成本上的降低。此外，根据第一示例实施例，由于膜片26和46被配置以便维持圆形波导20和40在轴向方向上的长度，所以即使圆形波导20和40的内部与外部之间出现压力差，也有可能最小化归因于结构的负面影响。

<示例1和示例2>

将参考附图来解释根据示例1和示例2的高频窗的3维电磁场分析。图3A是示意性地示出了用于电磁场分析的配置的透视图，并且图3B是示出了根据示例1的高频窗的S11和移位量S和频率之间的关系的曲线图。图4A是示意性地示出了用于电磁场分析的配置的透视图，并且图4B是示出了根据示例2的高频窗的S11和移位量S和频率之间的关系的曲线图。

尽管根据示例1和示例2的高频窗的基本配置类似于根据第一示例实施例(参见图1和图2A-图2C)的高频窗的基本配置，但是第一环形突出段28和第二环形突出段(等同于图1中的48；在电介质板30的阴影中)的大小(尺寸)不同，并且其他组件段(第一矩形管道导管11、第一圆形管道导管22、电介质板30、在电介质板30的阴影中的第二圆形管道导管(等同于图1中的42)、和第二矩形管道导管51)的尺寸相同。要注意的是，在图3A和图4B[原文如此，4A]中，波导(等同于图1中的10、20、40和50)的壁面(例如，诸如Cu等金属)被省略。

关于相应组件段的尺寸，谐振频率被设置为近似250GHz。也就是说，第一矩形管道导管11的横截面尺寸被设置为竖直0.432mm×水平0.864mm，第一圆形管道导管22的尺寸被设置为直径1.3mm×厚度0.2mm至0.3mm(中值0.25mm)，电介质板30的尺寸被设置为直径2mm×厚度0.1mm，第二圆形管道导管(等同于图1的42)的尺寸被设置为直径1.3mm×厚度0.2mm至0.3mm(中值0.25mm)，并且第二矩形管道导管51的横截面尺寸被设置为竖直0.432mm×水平0.864mm。图3A中的第一环形突出段28和第二环形突出段(等同于图1的48)的尺寸被设置为外径1.3mm、内径1.25mm、以及横截面直径0.05mm。图4A中的第一环形突出段28和第二环形突出段(等同于图1的48)的尺寸被设置为外径1.3mm、内径1.2mm、以及Z方向上的突出量0.1mm(图3A的第一环形突出段28和第二环形突出段(等同于图1的48)的横截面直径的两倍)。

由CST公司制造的MICROWAVE-STUDIO被用于高频窗的3维电磁场分析。根据示例1的高频窗的3维电磁场分析结果如在图3B中，并且根据示例2的高频窗的3维电磁场分析结果如在图4B中。在图3B和图4B中，横轴指示频率并且纵轴指示S11(回波损耗)的增益值。要注意的是，在第一环形突出段28和第二环形突出段(等同于图1的48)中，类似于图1，假定当第一圆形管道导管22和第二圆形管道导管(等同于图1中的42)在轴向方向上的长度(等同于图1的L、L’)在轴向方向上被改变移位量S时，第一环形突出段28和第二环形突出段(等同于图1的48)的顶点将在轴向方向上被改变S/2，而执行计算。要注意的是，通过改变第一圆形管道导管和第二圆形管道导管两者，移位量S被改变。

参考图3B，在示例1中，谐振频率(曲线图中增益最小的部分的频率)随着移位量S变化而变化。虽然该变化关于S11不大，但是有可能通过与谐振频率进行组合来选择最佳值。

参考图4B，所理解的是，在示例2中，谐振频率随着移位量S变化而变化。虽然该变化关于S11不大，但是有可能通过与谐振频率进行组合来选择最佳值。此外，在示例2中，尽管示例1的第一环形突出段28和第二环形突出段(等同于图1的48)的横截面直径加倍，但是特性趋势上的大差别未被识别，并且所理解的是，根据第一环形突出段28和第二环形突出段(等同于图1的48)的大小的设计值上的差异(或变化)很小，并且第一环形突出段28和第二环形突出段(等同于图1的48)的设计不需要是严格的。这一点可以说是第一示例实施例的配置的优点。

<第二示例实施例>

将参考附图来解释根据第二示例实施例的高频窗。图5是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第二示例实施例的高频窗的配置。图6A是穿过图5的X-X’的横截面，图6B是穿过图5的Y-Y’的横截面，并且图6C是穿过图5的Z-Z’的横截面，它们示意性地示出了根据第二示例实施例的高频窗的配置。

在作为第一示例实施例的修改示例的第二示例实施例中，膜片27和47未被提供到侧壁段23和43，而是提供到圆柱形段21。

第一膜片27是塑性可变形段，其允许塑性变形以使得至少第一圆形波导20在轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上的长度(第一圆形管道导管22在轴向方向上的长度L’)被改变。第一膜片27在第一圆柱形段21的至少一部分中的整个周边上的范围中在第一圆形波导20的径向方向上向外侧突出。第一膜片27被配置以便即使第一圆形波导20的内部与外部之间出现压力差，也维持第一圆形波导20在轴向方向上的长度。由第一膜片27围绕的内部空间形成第一环形突出段29。第一环形突出段29与第一圆形管道导管22连接。第一膜片27优选地设置在第一圆柱形段21中在第一侧壁段23和第一圆柱形段21的接合部分附近(在轴向方向上靠近第一矩形波导10的位置)。注意，第一膜片27不限于靠近第一矩形波导10的位置。为了允许塑性变形，第一膜片27优选地被配置为使得第一膜片27的厚度薄于第一圆形波导20中除了第一膜片27之外的部分的厚度。

第二膜片47是塑性可变形段，其允许塑性变形以使得至少第二圆形波导40在轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上的长度(第二圆形管道导管42在轴向方向上的长度L)被改变。第二膜片47在第二圆柱形段41的至少一部分中的整个周边上的范围中在第二圆形波导40的径向方向上向外侧突出。第二膜片47被配置以便即使第二圆形波导40的内部与外部之间出现压力差，也维持第二圆形波导40在轴向方向上的长度。由第二膜片47围绕的内部空间形成第二环形突出段49。第二环形突出段49与第二圆形管道导管42连接。第二膜片47优选地设置在第二圆柱形段41中在第二侧壁段43和第二圆柱形段41的接合部分附近(在轴向方向上靠近第二矩形波导50的位置)。注意，第二膜片47不限于靠近第二矩形波导50的位置。为了允许塑性变形，第二膜片47优选地被配置为使得第二膜片47的厚度薄于第一圆形波导20中除了第二膜片47之外的部分的厚度。如果第二侧壁段43的内壁面在轴向方向上被移动移位量S，则第二膜片47可以被设置为使得第二膜片47在轴向方向上的外侧(第二矩形波导50侧)的边缘移动S。这一点也适用于第一膜片27。

配置和制造方法在其他方面类似于第一示例实施例。

根据第二示例实施例，类似于第一示例实施例，通过在圆形波导20和40中提供膜片27和47，即使组件尺寸精度、组装精度或介电常数发生变化等，因为有可能通过膜片27和47来获得期望的带宽，所以不需要重新制造，并且这导致成本上的降低。此外，根据第二示例实施例，有可能在如下的情况中适用：在圆形波导20和40的轴向方向上，在矩形波导10和50侧没有空间。

<示例3和示例4>

将参考附图来解释根据示例3和示例4的高频窗的3维电磁场分析。图7A是示意性地示出了用于电磁场分析的配置的透视图，并且图7B是示出了根据示例3的高频窗的S11和移位量S和频率之间的关系的曲线图。图8A是示意性地示出了用于电磁场分析的配置的透视图，并且图8B是示出了根据示例4的高频窗的S11和移位量S和频率之间的关系的曲线图。

尽管根据示例3和示例4的高频窗的配置类似于根据第二示例实施例(参见图5和图6A-图6C)的高频窗的基本配置，但是第一环形突出段29和第二环形突出段49的大小(尺寸)不同，并且其他组件段(第一矩形管道导管11、第一圆形管道导管22、电介质板30、第二圆形管道导管42和第二矩形管道导管51)的尺寸相同。要注意的是，在图7A和图8B[原文如此，8A]中，波导(等同于图5中的10、20、40和50)的壁面(例如，诸如Cu等金属)被省略。

关于每个组件段的尺寸，谐振频率被设置为近似200GHz。也就是说，第一矩形管道导管11的横截面尺寸被设置为竖直0.432mm×水平0.864mm，第一圆形管道导管22的尺寸被设置为直径1mm×厚度0.085mm至0.185mm(中值0.135mm)，电介质板30的尺寸被设置为直径2mm×厚度0.1mm，第二圆形管道导管42的尺寸被设置为直径1mm×厚度0.085mm至0.185mm(中值0.135mm)，并且第二矩形管道导管51的横截面尺寸被设置为竖直0.432mm×水平0.864mm。图7A中的第一环形突出段29和第二环形突出段49的尺寸被设置为外径1mm、内径0.95mm、并且横截面直径0.05mm。图8A中的第一环形突出段29和第二环形突出段49的尺寸被设置为外径1mm、内径0.9mm、并且横截面直径0.1mm(图7A中的第一环形突出段29和第二环形突出段49的横截面直径的两倍)。

由CST公司制造的MICROWAVE-STUDIO被用于高频窗的3维电磁场分析。根据示例3的高频窗的3维电磁场分析结果如在图7B中，并且根据示例4的高频窗的3维电磁场分析结果如在图8B中。在图7B和图8B中，横轴指示频率并且纵轴指示S11(回波损耗)的增益值。要注意的是，关于第一环形突出段29和第二环形突出段49，类似于图5，假定在第一圆形管道导管22和第二圆形管道导管42在轴向方向上的长度(等同于图5中的L、L’)在轴向方向上被改变移位量S的情况下，第一环形突出段29和第二环形突出段49在轴向方向上的外侧的边缘段将在轴向方向上被改变S的变化，而执行计算。要注意的是，通过改变第一圆形管道导管和第二圆形管道导管两者，移位量S被改变。

参考图7B，在示例3中，谐振频率(曲线图中增益最小的部分的频率)随着移位量S变化而变化。虽然该变化关于S11不大，但是有可能通过与谐振频率进行组合来选择最佳值。

参考图8B，所理解的是，在示例4中，谐振频率随着移位量S变化而变化。虽然该变化关于S11不大，但是有可能通过与谐振频率进行组合来选择最佳值。此外，在示例4中，虽然与示例3相比，第一环形突出段29和第二环形突出段49的横截面直径加倍，但是特性趋势上的大差别未被识别，并且所理解的是，根据第一环形突出段29和第二环形突出段49的大小的设计值上的差异(或变化)很小，并且第一环形突出段29和第二环形突出段49的设计可以不严格。这一点可以说是第二示例实施例的配置的优点。

<第三示例实施例>

将参考附图来解释根据第三示例实施例的高频窗。图9是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第三示例实施例的高频窗的配置。

在作为第一示例实施例的修改示例的第三示例实施例中，凸缘段(图1中的24和44)和安装段(图1中的25)未被提供，并且电介质板30在圆柱形段71的内周面处经由接合段60气密地被保持。与第一示例实施例类似，膜片76a和76b被形成在侧壁段73a和73b中。该配置在其他方面类似于第一示例实施例。

根据第三示例实施例，通过在圆形波导70中提供膜片76a和76b，类似于第一示例实施例，即使组件尺寸精度、组装精度或介电常数发生变化等，因为有可能通过膜片76a和76b来获得期望的带宽，所以不需要重新制造，并且这导致成本上的降低。此外，根据第三示例实施例，有可能在如下的情况中适用：在圆形波导70的径向方向上的外侧没有空间。

<第四示例实施例>

将参考附图来解释根据第四示例实施例的高频窗。图10是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第四示例实施例的高频窗的配置。

在作为第二示例实施例的修改示例的第四示例实施例中，凸缘段(图5中的24和44)和安装段(图5中的25)未被提供，并且电介质板30在圆柱形段71的内周面处经由接合段60气密地被保持。与第二示例实施例类似，膜片77a和77b被形成在圆柱形段71处。该配置在其他方面类似于第二示例实施例。

根据第四示例实施例，通过在圆形波导70中提供膜片77a和77b，类似于第二示例实施例，即使组件尺寸精度、组装精度或介电常数发生变化等，因为有可能通过膜片77a和77b来获得期望的带宽，所以不需要重新制造，并且这导致成本上的降低。此外，根据第四示例实施例，有可能在如下的情况中适用：在圆形波导70的轴向方向上在矩形波导10和50侧没有空间。

<第五示例实施例>

将参考附图来解释根据第五示例实施例的高频窗。图11是沿着轴向方向的横截面，其示意性地示出了根据第五示例实施例的高频窗的配置。图12A是穿过图11的X-X’的横截面，图12B是穿过图11的Y-Y’的横截面，并且图12C是穿过图11的Z-Z’的横截面，它们示意性地示出了根据第五示例实施例的高频窗的配置。

高频窗100包括：圆形波导70、第一矩形波导10、第二矩形波导50和电介质板30。

圆形波导70是管状构件，该管状构件具有圆柱形段71以及侧壁段73a和73b，圆柱形段71具有圆形管道导管72a和72b，圆形管道导管72a和72b具有圆形形状横截面，侧壁段73a和73b在圆柱形段71在轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上的两侧。圆形波导70具有塑性可变形段75a和75b，塑性可变形段75a和75b允许塑性变形，以使得至少圆形波导70在轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上的长度可以被改变。

第一矩形波导10是管状构件，该管状构件具有第一矩形管道导管11，第一矩形管道导管11具有矩形形状的横截面，并且第一矩形波导10还接合到侧壁段73a，以使得第一矩形管道导管11与圆形管道导管72a连通。

第二矩形波导50是管状构件，该管状构件具有第二矩形管道导管51，第二矩形管道导管51具有矩形形状的横截面，并且第二矩形波导50还接合到另一侧壁段73b，以使得第二矩形管道导管51连接到圆形管道导管72b。

电介质板30是以板形状被配置的构件，其设置在圆形管道导管72a和72b内部，并且其由气密地被保持到圆柱形段71的电介质形成。

除了在圆形波导70中形成塑性可变形段75a和75b，如上文所描述的高频窗100也可以通过常规方法来组装。其后，第一矩形波导10侧的空间(第一矩形管道导管11、圆形管道导管72a)和第二矩形波导50侧的空间(第二矩形管道导管51、圆形管道导管72b)中的压力、以及从第二矩形波导50传输到第一矩形波导10的规定频率的电磁波分别被设置为规定压力，并且规定频率的电磁波从第二矩形波导50被传输到第一矩形波导10，关于是否获得根据设计值的谐振频率来进行测试。在未获得根据设计值的谐振频率(这归因于组件尺寸精度、组装精度或介电常数的变化等)的情况下，圆形波导70在轴向方向(沿着中心轴线80的方向)上的长度被调节，以使得S11的值变为最小。因为圆形波导70在轴向方向上的长度可以被调节，所以塑性可变形段75a和75b塑性地被变形。

根据第五示例实施例，通过在圆形波导70中提供塑性可变形段75a和75b，即使由于组件尺寸精度、组装精度或介电常数的变化等而出现与设计值的差异，因为有可能通过使塑性可变形段75a和75b塑性地变形来调节圆形波导70在轴向方向上的长度，所以甚至在组装之后也有可能校正与设计值的差异。

<补充注释>

本发明使得根据第一方面的高频窗的配置成为可能。

在根据第一方面的高频窗中，塑性可变形段被配置以便即使在圆形波导的内部与外部之间出现压力差，也维持圆形波导在轴向方向上的长度。

在根据第一方面的高频窗中，塑性可变形段是膜片，其在圆柱形段的至少一部分中的整个周边上的范围中在圆形波导的径向方向上向外侧突出。

在根据第一方面的高频窗中，膜片相对于圆柱形段被布置在圆柱形段和侧壁段的接合部分附近。

在根据第一方面的高频窗中，塑性可变形段是膜片，其在侧壁段中的一个或两者的至少一部分中的整个周边上的范围中向圆形波导的轴向外侧突出。

在根据第一方面的高频窗中，膜片相对于侧壁段被布置在侧壁段和圆柱形段的接合部分附近。

在根据第一方面的高频窗中，膜片的厚度薄于圆形波导中除了膜片之外的部分的厚度。

在根据第一方面的高频窗中，圆形波导包括：第一圆形波导，其具有第一圆柱形段和第一侧壁段，第一圆柱形段具有第一圆形管道导管，第一圆形管道导管具有圆形形状的横截面，第一侧壁段在第一圆柱形段的轴向方向上的外侧；以及第二圆形波导，具有第二圆柱形段和第二侧壁段，第二圆柱形段具有第二圆形管道导管，第二圆形管道导管具有圆形形状的横截面，第二侧壁段在第二圆柱形段的轴向方向上的外侧；其中通过从电介质板在轴向方向上的两侧被夹在第一圆柱形段与第二圆柱形段之间，电介质板气密地被保持到第一圆形波导和第二圆形波导，第一圆形管道导管和第二圆形管道导管对应于圆形管道导管，第一圆柱形段和第二圆柱形段对应于圆柱形段，并且第一侧壁段和第二侧壁段对应于侧壁段。

根据第一方面的高频窗，其中：第一圆柱形段具有第一凸缘段，第一凸缘段从第二圆柱形段侧的边缘段在第一圆柱形段的径向方向上向外侧延伸，第二圆柱形段具有第二凸缘段，第二凸缘段从第一圆柱形段侧的边缘段在第二圆柱形段的径向方向上向外侧延伸，并且通过从电介质板在轴向方向上的两侧被夹在第一凸缘段与第二凸缘段之间，电介质板气密地被保持到第一圆形波导和第二圆形波导。

在根据第一方面的高频窗中，第一圆柱形段具有安装段，安装段从第一凸缘段的外周边缘段在整个周边上的范围中向第二圆柱形段侧突出，并且安装段可安装到第二凸缘段的外周面。

在根据第一方面的高频窗中，安装段限制电介质板在径向方向上的移动。

在根据第一方面的高频窗中，安装段经由接合段来接合第二凸缘段和电介质板，并且电介质板经由接合段来接合第一凸缘段和第二凸缘段。

在根据第一方面的高频窗中，电介质板经由接合段与圆柱形段的内周面接合。

在根据第一方面的高频窗中，接合段是金属化段、焊接段或钎焊段。

本发明使得根据第二方面的高频窗的制造方法的配置成为可能。

要注意的是，上文提到的专利文献的各种公开据此通过引用并入到本公开中。对示例实施例和示例的修改和调节可以在本发明的整个公开(包括权利要求和附图的范围)的界限内被作出，并且还基于其基本技术概念。此外，在本发明的整个公开的界限内，各种所公开的元素(包括相应权利要求的相应元素、相应示例实施例和示例的相应元素、相应附图的相应元素等)的各种组合和选择(或必要时的非选择)是可能的。也就是说，本发明清楚地包括本领域的技术人员根据包括权利要求和附图的整个公开及其技术概念可以认识到的每种类型的变换和修改。另外，关于本公开中描述的数值和数值带宽，应当解释为描述了任意中间值、较低数值和较小带宽，即使不存在对其的明确描述。

[参考标记列表]

10第一矩形波导

11第一矩形管道导管

20第一圆形波导

21第一圆柱形段

22第一圆形管道导管

23第一侧壁段

24第一凸缘段

25安装段

26、27第一膜片(塑性可变形段)

28、29第一环形突出段

30电介质板

40第二圆形波导

41第二圆柱形段

42第二圆形管道导管

43第二侧壁段

44第二凸缘段

46、47第二膜片(塑性可变形段)

48、49第二环形突出段

50第二矩形波导

51第二矩形管道导管

60接合段

70圆形波导

71圆柱形段

72a、72b圆形管道导管

73a、73b侧壁段

75a、75b塑性可变形段

76a、76b、77a、77b膜片(塑性可变形段)

78a、78b、79a、79b环形突出段

80中心轴线

100高频窗(RF窗)

Claims (10)

1.一种高频窗，包括：

圆形波导，所述圆形波导具有圆柱形段和侧壁段，所述圆柱形段具有圆形管道导管，所述圆形管道导管具有圆形形状的横截面，所述侧壁段被接合到所述圆柱形段在轴向方向上的两侧；

第一矩形波导，所述第一矩形波导具有第一矩形管道导管，所述第一矩形管道导管具有矩形形状的横截面，并且所述第一矩形波导被接合到所述侧壁段中的一个侧壁段，以使得所述第一矩形管道导管与所述圆形管道导管连通；

第二矩形波导，所述第二矩形波导具有第二矩形管道导管，所述第二矩形管道导管具有矩形形状的横截面，并且所述第二矩形波导被接合到所述侧壁段中的另一侧壁段，以使得所述第二矩形管道导管与所述圆形管道导管连通；以及

电介质板，所述电介质板被配置为板形状，被设置在所述圆形管道导管中，并且气密地被保持到所述圆柱形段；其中

所述圆形波导具有塑性可变形段，所述塑性可变形段塑性地可变形，以使得至少所述圆形波导在轴向方向上的长度能够被改变。

2.根据权利要求1所述的高频窗，其中所述塑性可变形段被配置为：即使在所述圆形波导的内部与外部之间出现压力差，也维持所述圆形波导在所述轴向方向上的所述长度。

3.根据权利要求1或2所述的高频窗，其中所述塑性可变形段是膜片，所述膜片在所述圆柱形段的至少一部分中的整个周边上的范围中、在所述圆形波导的径向方向上向外侧突出。

4.根据权利要求3所述的高频窗，其中所述膜片被布置在所述圆柱形段中在所述圆柱形段和所述侧壁段的接合部分附近。

5.根据权利要求1或2所述的高频窗，其中所述塑性可变形段是膜片，所述膜片在所述侧壁段中的一个或两者的至少一部分中的整个周边上的范围中、向所述圆形波导的轴向外侧突出。

6.根据权利要求5所述的高频窗，其中所述膜片被布置在所述侧壁段中在所述侧壁段和所述圆柱形段的接合部分附近。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的高频窗，其中所述膜片的厚度薄于所述圆形波导中除了所述膜片之外的部分的厚度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的高频窗，其中所述圆形波导包括：

第一圆形波导，所述第一圆形波导具有第一圆柱形段和第一侧壁段，所述第一圆柱形段具有第一圆形管道导管，所述第一圆形管道导管具有圆形形状的横截面，所述第一侧壁段在所述第一圆柱形段的轴向方向上的外侧；以及

第二圆形波导，所述第二圆形波导具有第二圆柱形段和第二侧壁段，所述第二圆柱形段具有第二圆形管道导管，所述第二圆形管道导管具有圆形形状的横截面，所述第二侧壁段在所述第二圆柱形段的轴向方向上的外侧；其中

通过从所述电介质板在轴向方向上的两侧被夹在所述第一圆柱形段与所述第二圆柱形段之间，所述电介质板气密地被保持到所述第一圆形波导和所述第二圆形波导，

所述第一圆形管道导管和所述第二圆形管道导管对应于所述圆形管道导管，

所述第一圆柱形段和所述第二圆柱形段对应于所述圆柱形段，并且

所述第一侧壁段和所述第二侧壁段对应于所述侧壁段。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的高频窗，其中所述电介质板经由接合段被接合到所述圆柱形段的内周面。

10.一种用于高频窗的制造方法，其中圆形波导被接合在第一矩形波导与第二矩形波导之间，并且所述圆形波导中的电介质板被保持，以分离所述第一矩形波导侧的空间和所述第二矩形波导侧的空间，所述高频窗具有塑性可变形段，所述塑性可变形段在所述圆形波导中允许所述圆形波导在至少轴向方向上的塑性变形，所述方法包括：

调节所述圆形波导在轴向方向上的长度，以使得在所述第一矩形波导侧的空间和在所述第二矩形波导侧的空间均具有规定压力的情况下，当规定频率的电磁波从所述第二矩形波导被传输到所述第一矩形波导时，S11的值最小，其中

当所述圆形波导在所述轴向方向上的所述长度被调节时，所述塑性可变形段塑性地被变形。