CN111653463A - 微波同轴转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微波传输领域，是微波同轴转换装置，解决了现有技术中磁控管输出依赖波导输出结构、体积大、输出效率低的问题；本发明连接分别磁控管和同轴腔，包括用于连接磁控管的输出天线、用于连接同轴腔的同轴接头、用于能量馈入的转换腔；所述输出天线和同轴接头相对设置于转换腔两端所述输出天线和同轴接头相对设置于转换腔两端。本发明公开的微波同轴转换装置通过设置可连接磁控管的输出天线和连接同轴腔的同轴接头，使之在转换腔内进行微波能的输出，不但结构简单、小巧，方便磁控管系统的集成，且微波输出效率高，不容易受负载的影响；通过设置钉帽部，有效防止尖端效应。

Description

微波同轴转换装置
技术领域
本发明涉及微波传输领域，特别是微波同轴转换装置。
背景技术
磁控管作为微波功率源的一种，凭借其价格低廉，效率高，功质比高等优点被微波行业广泛应用。磁控管的微波输出结构采用天线设计，需要使用体积较大的波导输出结构，应用范围较窄，只能应用于带有波导口接入的设备中，其输出效率容易受到波导所接负载的影响而大大降低，会因为结构改变而导致回波损耗的增加，进而影响磁控管的使用寿命。不利于磁控管系统的集成。
亟待出现一种可解决上述问题的新型的磁控管输出转换装置。
发明内容
本发明提出微波同轴转换装置，解决了现有技术中磁控管输出依赖波导输出结构、体积大、输出效率低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：微波同轴转换装置，连接分别磁控管和同轴腔，包括用于连接磁控管的输出天线、用于连接同轴腔的同轴接头、用于能量馈入的转换腔；所述输出天线和同轴接头相对设置于转换腔两端所述输出天线和同轴接头相对设置于转换腔两端。
进一步地，所述同轴接头的内导体高于外导体；所述内导体为铆钉结构，所述内导体靠近输出天线部分半径超过原理输出天线部分；所述靠近输出天线部分为钉帽部。
优选地，所述钉帽部为倒角结构。
进一步地，所述转换腔为空心圆柱腔，所述磁控管输出天线和同轴接头分别设置于空心圆柱腔两端中心位置；所述磁控管输出天线通过圆形凹口设置于空心圆柱腔一端。
本发明公开的微波同轴转换装置通过设置可连接磁控管的输出天线和连接同轴腔的同轴接头，使之在转换腔内进行微波能的输出，不但结构简单、小巧，方便磁控管系统的集成，且微波输出效率高，不容易受负载的影响；通过设置钉帽部，有效防止尖端效应。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明的结构示意图；
图2：本发明的能量反射和输入输出比值图；
图3：转换腔内电场仿真图；
其中：1、输出天线；2、转换腔；3、内导体；4、外导体；5、钉帽部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1本发明的结构示意图所示，本发明公开的微波同轴转换装置，连接分别磁控管和同轴腔，包括用于连接磁控管的输出天线、用于连接同轴腔的同轴接头、用于能量馈入的转换腔；所述输出天线和同轴接头相对设置于转换腔两端所述输出天线和同轴接头相对设置于转换腔两端。
进一步地，所述同轴接头的内导体高于外导体；所述内导体为铆钉结构，所述内导体靠近输出天线部分半径超过原理输出天线部分；所述靠近输出天线部分为钉帽部。优选地，所述钉帽部为倒角结构。其目的是可以更好的将能量进行收集，增加该腔体结构的效率，将该结构进行倒角处理是因为电磁场中存在的尖端效应，如果存在突变结构，会导致尖端处的电场密度极大提高，导致击穿空气而打火，倒角后可以有效减少这一情况的发生。
进一步地，所述转换腔为空心圆柱腔，所述磁控管输出天线和同轴接头分别设置于空心圆柱腔两端中心位置；所述磁控管输出天线通过圆形凹口设置于空心圆柱腔一端。通过仿真优化出来的。使用软件为CST STUDIO SUITE 2016仿真,主要对圆柱腔体和同轴内导体渐变结构即钉帽部进行仿真，通过建立以上两部分的参数化模型，主要是圆柱腔体的半径尺寸和长度，还有同轴内导体渐变结构的半径尺寸、长度和倒角尺寸，进行参数优化，最终得到空心圆柱腔和钉帽部。
如图2本发明的能量反射和输入输出比值图中，|S11|代表了磁控管能量在对应频段内进入转换腔体的比例。此数值越小越好-10dB代表有90％以上的能量馈入到了腔体里面。一般微波器件都以-10dB为标准，可以看到，该转换器达到 -10dB要求的带宽超过了200MHz，而磁控管频率波动在40MHz以内，所以该转换腔体能够很好的满足磁控管输出的频率变化。|S21|代表了从腔体输出与输入的比值，此值越接近0dB表示能量传输的效率越高。可以看到在磁控管输出频率2.45GHz范围上，该值非常接近0dB说明该转换腔体效率高。
本发明公开的微波同轴转换装置通过设置可连接磁控管的输出天线和连接同轴腔的同轴接头，使之在转换腔内进行微波能的输出，不但结构简单、小巧，方便磁控管系统的集成，且微波输出效率高，不容易受负载的影响；通过设置钉帽部，有效防止尖端效应。
当然，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员应该可以根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.微波同轴转换装置，连接分别磁控管和同轴腔，其特征在于：包括用于连接磁控管的输出天线、用于连接同轴腔的同轴接头、用于能量馈入的转换腔；所述输出天线和同轴接头相对设置于转换腔两端。
2.根据权利要求1所述的微波同轴转换装置，其特征在于：所述同轴接头的内导体高于外导体；
所述内导体为铆钉结构，所述内导体靠近输出天线部分半径超过远离输出天线部分；
所述靠近输出天线部分为钉帽部。
3.根据权利要求2所述的微波同轴转换装置，其特征在于：所述钉帽部为倒角结构。
4.根据权利要求3所述的微波同轴转换装置，其特征在于：所述转换腔为空心圆柱腔，所述输出天线和同轴接头分别设置于空心圆柱腔两端中心位置；
所述输出天线通过圆形凹口设置于空心圆柱腔一端。
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