CN111934074A - 一种用于大功率微波测量的宽带液体衰减器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，包括Π型电阻衰减网络和馈电结构。本发明中，Π型电阻衰减网络由第一液体电阻以及位于第一液体电阻两侧的第二液体电阻构成。衰减器的馈电部分采用同轴馈电连接平行板传输线实现。本发明基于盐水Π型电阻衰减网络，实现了衰减量为12dB，工作频率为DC‑3GHz的宽带液体衰减器，衰减值在2GHz内波动不大于2.5dB。本发明采用液体衰减材料可以通过自循环系统提高衰减器的散热效率，通过微波与循环液体的直接作用，实现紧凑型衰减器结构，该设计可用于未来大功率微波测量。

Description

一种用于大功率微波测量的宽带液体衰减器
技术领域
本发明属于射频技术领域，尤其涉及一种液体衰减器。
背景技术
随着无线通信系统的日益发展，人们对微波器件的要求日益提高，尤其是高功率微波器件。传统的衰减器主要以固体衰减材料填充的思路开展设计，发热集中，且散热路径受到多方面的限制。在大功率微波测量时，特别是在航空航天领域中，往往涉及到大功率发射器件，测试过程中吸收微波能量所产生的热量不能及时有效地耗散，致使衰减材料温度持续升高，直至衰减器损坏，目前衰减器主要采取外部水冷或加载散热片间接散热，尺寸较大。因此设计散热效率高，紧凑型结构的衰减器显得尤为重要。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，解决用传统衰减器在散热设计和工作带宽方面不足的问题。
技术方案：一种用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，所述宽带液体衰减器为对称三维结构，包括接地板，位于所述接地板上方的第一液体电阻以及位于所述第一液体电阻两侧的第二液体电阻，还包括渐变传输线、平行板传输线、馈电端口、透明板、进水口、出水口；
所述渐变传输线和平行板传输线均包括正极板，所述接地板同时作为所述渐变传输线和平行板传输线的负极板；
所述第一液体电阻为工字型结构；所述第二液体电阻位于所述渐变传输线的正极板以及接地板之间，所述第二液体电阻由顶部和底部的倾斜四棱锥结构以及位于中部的四棱柱结构构成；所述第一液体电阻通过工字型结构的两端长方体分别与两侧的第二液体电阻的顶部倾斜四棱锥结构连接；
所述第一液体电阻和第二液体电阻由透明板形成液体容器，透明板还将所述接地板、渐变传输线完全包裹在内；
所述馈电端口位于宽带液体衰减器的两端；所述平行板传输线部分被所述透明板包裹，所述平行板传输线作为馈电结构和渐变传输线之间的过渡结构；
所述进水口包括两个，分别位于所述接地板的底部并正对第二液体电阻的底部倾斜四棱锥结构的中央位置，所述所述接地板正对进水口处开有通孔，所述出水口位于所述第一液体电阻的顶部中央位置。
有益效果：本发明提供的一种用于大功率微波测量的宽带液体衰减器与传统的衰减器相比，其显著优点为：(1)本发明采用电阻型衰减网络，其具有设计灵活、性能稳定、可靠性高等特点；(2)本发明采用盐水作为液体衰减材料，具有低成本，易获取等特点，还可以利用液体的流动性和热传导性实现液体自循环散热；(3)本发明结合Π型电阻衰减网络且采用盐水作为液体衰减材料通过自循环系统提高衰减器的散热效率，通过微波与循环液体的直接作用，使其在大功率状态下依然具有良好的衰减量和紧凑型结构。
附图说明
图1是宽带液体衰减器的立体结构图；
图2是宽带液体衰减器的立体透视结构图；
图3是接地板平面图；
图4是Π型电阻衰减网络的结构图；
图5是透明板形成的整体结构的立体结构图；
图6是图5的剖视图；
图7是透明板形成的整体结构的立体透视结构图；
图8是图1的剖视图；
图9是宽带液体衰减器的左视图；
图10是实施例宽带液体衰减器的S11曲线仿真图；
图11是实施例宽带液体衰减器的S21曲线仿真图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1、图2、图8、图9所示，一种用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，宽带液体衰减器为对称三维结构，包括接地板1，位于接地板1上方的第一液体电阻3以及位于第一液体电阻3两侧的第二液体电阻2，还包括渐变传输线4、平行板传输线5、馈电端口6、进水口8、出水口9。
如图4所示，第一液体电阻3为工字型结构，第二液体电阻2由顶部和底部的倾斜四棱锥结构以及位于中部的四棱柱结构构成。第一液体电阻3通过工字型结构的两端长方体分别与两侧的第二液体电阻2的顶部倾斜四棱锥结构连接。
渐变传输线4和平行板传输线5都由正极板和负极板构成，接地板1同时作为渐变传输线4和平行板传输线5的负极板。第二液体电阻2位于渐变传输线4的正极板以及接地板1之间。
第一液体电阻3和第二液体电阻2均由透明板7形成导电液体容器。透明板7还将接地板1、渐变传输线4完全包裹在内，并与第一液体电阻3和两侧的第二液体电阻2形成连通的整体结构，如图5至图7所示。
渐变传输线4的正极板分别位于两侧的第二液体电阻2的顶部倾斜四棱锥结构的顶部，并直接与导电液体接触。馈电端口6位于宽带液体衰减器的两端，平行板传输线5分别位于透明板7形成的整体结构的左右两侧端口部，平行板传输线5的部分被透明板7包裹。平行板传输线5作为馈电结构6和渐变传输线4之间的过渡结构。
进水口8包括两个，分别位于接地板1的底部，并分别正对两侧的第二液体电阻2的底部倾斜四棱锥结构的中央位置，出水口9位于第一液体电阻3的顶部中央位置。接地板1正对进水口8处开有通孔，通孔与进水口相通，用于液体循环。
第一液体电阻3以及位于第一液体电阻3两侧的第二液体电阻2共同形成Π型电阻衰减网络。对于衰减量为12dB的衰减器而言，第二液体电阻2的阻值为84ohm，第一液体电阻3的阻值为93ohm。
本实施例中，透明板的材质为透明光敏树脂，介电常数为3，厚为2mm。第二液体电阻2的倾斜四棱锥侧面宽为100mm，高为9mm，倾斜四棱锥的长为51mm。第二液体电阻2的四棱柱体底面长为12mm，底面宽为9mm，高为27mm。第一液体电阻3的两端长方体长为42mm，宽为8mm，高为9mm。第一液体电阻3的中间长方体长为84mm，宽为14mm，高为9mm。第一液体电阻3以及第二液体电阻2均采用电导率为3.53S/m的盐水制备而成。将第二液体电阻2设计成渐变结构，使得阻抗在渐变传输线4内逐渐变化，从而降低反射，中间部分电阻呈现工字型，是为了减少与第二液体电阻2相接触，进而降低由电阻连接引起的寄生效应。
如图3所示，接地板1以及渐变传输线4和平行板传输线5的正极板均采用厚度为2mm的金属铜板切割而成，衰减器整体体积为204×124×53mm3(长×宽×高)。接地板1总体长204mm，宽120mm。
渐变传输线4作为信号传输线，渐变传输线4的线长为51mm，最大截面宽为120mm，高为49mm，最小截面宽为47mm，高为14mm，渐变传输线4的渐变角度为30度，有利于实现渐变传输线与Π型电阻衰减网络之间的阻抗匹配。
平行板传输线5作为馈电结构6和渐变传输线4之间的过渡结构，便于实现阻抗连续，平行板传输线5的线长为21mm，截面宽为47mm，高为14mm。馈电端口6包括与接地板1相连的长方体金属块，长方体金属块长7mm，宽16mm，高为18mm。在长方体金属块侧面开圆柱槽，圆柱槽的直径为4.1mm，长为7mm，圆柱槽用于固定射频同轴连接器。进水口8和出水口9为空心圆柱体，内径为2mm，外径为6mm。
下面结合仿真对本发明的应用效果作详细的描述。
图10给出了本实施例仿真的S11与频率关系图。可以看出，本实施例在DC-3GHz整个频段内，衰减器的S11典型值小于-10dB，说明传输线与Π型电阻衰减网络匹配性能良好。
图11给出了本实施例仿真的S21与频率关系图。可以看出，本实施例衰减值S21在DC-3GHz频段内衰减值为12dB，频段内S21具有良好的平坦度。
综上，本发明衰减器是一种三维对称结构，结合Π型电阻衰减网络且采用盐水作为液体衰减材料通过自循环系统提高衰减器的散热效率，通过微波与循环液体的直接作用，使其在大功率状态具有良好的衰减特性和紧凑的结构。该设计充分发挥液体的流动性，传导性，透明性等特点，可应用于大功率微波测量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，其特征在于，所述宽带液体衰减器为对称三维结构，包括接地板(1)，位于所述接地板(1)上方的第一液体电阻(3)以及位于所述第一液体电阻(3)两侧的第二液体电阻(2)，还包括渐变传输线(4)、平行板传输线(5)、馈电端口(6)、透明板(7)、进水口(8)、出水口(9)；
所述渐变传输线(4)和平行板传输线(5)均包括正极板，所述接地板(1)同时作为所述渐变传输线(4)和平行板传输线(5)的负极板；
所述第一液体电阻(3)为工字型结构；所述第二液体电阻(2)位于所述渐变传输线(4)的正极板以及接地板(1)之间，所述第二液体电阻(2)由顶部和底部的倾斜四棱锥结构以及位于中部的四棱柱结构构成；所述第一液体电阻(3)通过工字型结构的两端长方体分别与两侧的第二液体电阻(2)的顶部倾斜四棱锥结构连接；
所述第一液体电阻(3)和第二液体电阻(2)由透明板(7)形成液体容器，透明板(7)还将所述接地板(1)、渐变传输线(4)完全包裹在内；
所述馈电端口(6)位于宽带液体衰减器的两端；所述平行板传输线(5)部分被所述透明板(7)包裹，所述平行板传输线(5)作为馈电结构(6)和渐变传输线(4)之间的过渡结构；
所述进水口(8)包括两个，分别位于所述接地板(1)的底部并正对第二液体电阻(2)的底部倾斜四棱锥结构的中央位置，所述接地板(1)正对所述进水口(8)处开有通孔，所述出水口(9)位于所述第一液体电阻(3)的顶部中央位置。
2.根据权利要求1所述的用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，其特征在于，所述第二液体电阻(2)的倾斜四棱锥侧面宽为100mm，高为9mm，倾斜四棱锥的长为51mm；所述第二液体电阻(2)的四棱柱体底面长为12mm，底面宽为9mm，高为27mm；所述第一液体电阻(3)的两端长方体长为42mm，宽为8mm，高为9mm；所述第一液体电阻(3)的中间长方体长为84mm，宽为14mm，高为9mm；所述第一液体电阻(3)以及第二液体电阻(2)均采用电导率为3.53S/m的盐水制备而成，所述第二液体电阻(2)的阻值为84ohm，所述第一液体电阻(3)的阻值为93ohm。
3.根据权利要求2所述的用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，其特征在于，所述接地板(1)总体长204mm，宽120mm；所述渐变传输线(4)的渐变角度为30度；所述渐变传输线(4)的线长为51mm，最大截面宽为120mm，高为49mm，最小截面宽为47mm，高为14mm；所述平行板传输线(5)的线长为21mm，截面宽为47mm，高为14mm。
4.根据权利要求3的用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，其特征在于，所述馈电端口(6)包括与所述接地板(1)相连的长方体金属块，所述长方体金属块长7mm，宽16mm，高为18mm；在所述长方体金属块侧面开圆柱槽，所述圆柱槽的直径为4.1mm，长为7mm，所述圆柱槽用于固定射频同轴连接器。
5.根据权利要求4所述的用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，其特征在于，所述接地板(1)以及渐变传输线(4)和平行板传输线(5)的正极板均采用厚度为2mm的金属铜板切割而成。
6.根据权利要求4所述的用于大功率微波测量的宽带液体衰减器，其特征在于，所述透明板的材质为透明光敏树脂，介电常数为3，厚为2mm；所述进水口(8)和出水口(9)为空心圆柱体，内径为2mm，外径为6mm。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2540281A1 (fr) * 1983-01-31 1984-08-03 Thomson Csf Charge hyperfrequence a liquide conducteur, pour generateur de grande puissance
US5646379A (en) * 1995-09-13 1997-07-08 Schlumberger Technology Corporation Attentuator for borehole acoustic waves
JP2010074209A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 I Cast:Kk 減衰伝送線路構造
CN101950835A (zh) * 2010-08-31 2011-01-19 电子科技大学 液体式高功率微波矩形波导衰减器
CN102454970A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 湖南明和灯光设备有限公司 大功率led路灯热管散热器
CN202392755U (zh) * 2011-12-21 2012-08-22 盘锦中跃光电科技有限公司 大功率液体轴流散热器
CN108598639A (zh) * 2018-08-02 2018-09-28 南京大东机电设备有限公司 一种低互调衰减器
CN110224211A (zh) * 2019-06-06 2019-09-10 四川省天亚通科技有限公司 一种带有水冷散热功能的大功率同轴衰减器
CN110736551A (zh) * 2019-11-15 2020-01-31 中国科学院上海技术物理研究所启东光电遥感中心 一种基于气液两相回流控温的大面源黑体辐射源
JP2020042972A (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 パナソニック株式会社 電磁波加熱装置及び電磁波加熱システム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2540281A1 (fr) * 1983-01-31 1984-08-03 Thomson Csf Charge hyperfrequence a liquide conducteur, pour generateur de grande puissance
US5646379A (en) * 1995-09-13 1997-07-08 Schlumberger Technology Corporation Attentuator for borehole acoustic waves
JP2010074209A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 I Cast:Kk 減衰伝送線路構造
CN101950835A (zh) * 2010-08-31 2011-01-19 电子科技大学 液体式高功率微波矩形波导衰减器
CN102454970A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 湖南明和灯光设备有限公司 大功率led路灯热管散热器
CN202392755U (zh) * 2011-12-21 2012-08-22 盘锦中跃光电科技有限公司 大功率液体轴流散热器
CN108598639A (zh) * 2018-08-02 2018-09-28 南京大东机电设备有限公司 一种低互调衰减器
JP2020042972A (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 パナソニック株式会社 電磁波加熱装置及び電磁波加熱システム
CN110224211A (zh) * 2019-06-06 2019-09-10 四川省天亚通科技有限公司 一种带有水冷散热功能的大功率同轴衰减器
CN110736551A (zh) * 2019-11-15 2020-01-31 中国科学院上海技术物理研究所启东光电遥感中心 一种基于气液两相回流控温的大面源黑体辐射源

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