CN112154569A - 微波耦合/组合装置及相关联的微波发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于耦合和组合至少两个微波源的微波耦合/组合装置(1),包括波导(2),所述波导设置有:套筒(20),其沿着主轴线(X)纵向延伸并且具有两个相对的端部,该两个相对的端部包括设置有形成短路的元件(23)的第一端部(21)和第二开口端部(22);以及至少一个横向杆(3a;3b),其在套筒(20)内沿着正交于主轴线(X)的横向轴线(Y)延伸;所述微波耦合/组合装置(1)还包括至少两个同轴连接器(4a;4b),该同轴连接器被设置用于分别连接到微波源,其中每个同轴连接器外部地安装在套筒上并且具有连接到导电天线(42)并且由该导电天线延伸的中央导电芯(41),该导电天线在套筒内沿与横向轴线和主轴线正交的方向延伸并且终止于附接到横向杆的端部。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于耦合和组合至少两个微波源的微波耦合/组合装置,以及一种包括其功率通过这种微波耦合/组合装置耦合和组合的微波源的微波发生器。
本发明更具体地涉及一种用于组合来自若干微波源的微波功率的微波耦合/组合装置,并且具体地涉及一种具有同轴/波导转换并且适用于固态微波源(或晶体管微波发生器)的微波耦合/组合装置。
背景技术
传统上,已知使用磁控管来产生微波,其具有提供高微波功率的优点。这些磁控管以固定的给定频率、固定的功率和固定的温度(或冷却)发射微波。然而,这种频率通常不是非常稳定,因此控制较差,这取决于例如功率、环境空气温度、冷却水温度等的变化。
还已知使用固态微波发生器(或晶体管微波发生器),其通过使得能够以受控频率发射微波,甚至通过改变振荡器的频率来精确地改变频率,从而克服磁控管的主要缺陷,其中振荡器通过频率调节系统来控制微波。
然而,可以通过同轴电缆输出功率的固态微波发生器在功率上相当有限,尤其是在微波区域中在几百瓦的范围内。此外,就同轴输出本身具有功率限制的意义而言,固态微波发生器的功率由于设计本身而是具有功率限制。
因此,为了增加固态技术可获得的功率,将具有同轴输出的若干固态微波发生器的功率进行组合是适当的。
因此,从文献CN205406695U中已知使用包括波导和在外部安装在波导上的若干同轴连接器的微波耦合/组合装置,而没有详细解释波导和每个同轴连接器之间的耦合的实现。
现有技术也可以通过文献CN202977681的教导来说明,该文献公开了一种微波耦合/组合装置,该微波耦合/组合装置包括波导和在外部安装在波导上的若干同轴连接器,使用同轴探针执行来自同轴连接器的微波功率的耦合。利用这种同轴探针,来自两个相对的同轴连接器的微波功率的传播和组合发生在这些同轴连接器和相关的同轴探针的公共轴上,因此导致低效的热耗散,这损害了能够组合的功率值。
发明内容
因此,本发明的目的是提出一种微波耦合/组合装置,其使得可以组合若干微波源的功率,并且特别是若干固态微波源的功率。
本发明的另一个目的是提出一种微波耦合/组合装置,其提供小的体积,并且因此使得可以在紧凑的同时(在微波耦合/组合装置的输出处)传递大的微波功率。
本发明的另一个目的是提出一种微波耦合/组合装置,其使得可以组合若干微波源的功率,同时改善利用这种功率组合必然产生的热耗散。
本发明的另一个目的是提出一种微波耦合/组合装置,其适用于由国际电信联盟(UIT)分配的工业、科学和医疗(ISM)使用的微波频带中的微波,尤其是2.450GHz±50.0MHz、5.800GHz±75.0MHz、433.92Mhz±0.87MHz、896±10MHz和915MHz±13MHz的微波频带。
为此目的,本发明提出了一种用于耦合和组合至少两个微波源的微波耦合/组合装置,包括波导,所述波导设置有:
-套筒,其沿主轴线纵向延伸,并具有两个相对端部,所述两个相对端部包括设有短路元件的第一端部和第二开口端部;以及
-至少一个横向杆,其在套筒内部沿着正交于主轴线的横向轴线延伸;
所述微波耦合/组合装置还包括至少两个同轴连接器,该同轴连接器设置成分别连接到微波源,
其中每个同轴连接器在外部安装在套筒上,并且具有导电中央芯,该导电中央芯连接到导电天线并由该导电天线延伸,该导电天线在导电套筒内延伸并且终止于附接到横向杆的端部,其中所述导电中央芯和所述导电天线对准并且在与横向轴线和主轴线正交的方向上延伸。
因此,本发明提出将具有同轴输出的若干微波源(特别是若干固态微波源)的功率组合,以产生增加的微波输出功率,同时提供紧凑的构造。
在第一实施例中,至少两个同轴连接器包括两个邻近的同轴连接器,其导电天线固定在同一横向杆上,这些邻近的同轴连接器在平行于横向杆的横向轴线的方向上并排设置,所述对称平面还包括次轴线,该次轴线既正交于主轴线又正交于横向杆的横向轴线。
根据一个特征,两个邻近的同轴连接器对称地布置在包括主轴线的套筒的对称平面的任一侧上。
在第二实施例中,波导包括沿着主轴线彼此平行且偏移的至少一个近侧横向杆和至少一个远侧横向杆,并且至少两个同轴连接器包括至少一个同轴近侧连接器和至少一个远侧同轴连接器,该至少一个同轴近侧连接器的导电天线固定在近侧横向杆上,该至少一个远侧同轴连接器的导电天线固定在远侧横向杆上。
根据一个特征,近侧同轴连接器和远侧同轴连接器在平行于主轴线的方向上彼此偏移。
在结合第一实施例和第二实施例的特定实施例中,该至少两个同轴连接器包括:
-两个近侧邻近的同轴连接器,其导电天线固定在近侧横向杆上;以及
-两个远侧邻近的同轴连接器,其导电天线固定在远侧横向杆上。
在第三实施例中,波导至少包括上横向杆和下横向杆,该上横向杆和下横向杆沿着正交于主轴线和横向杆的横向轴线的次轴线彼此平行且偏移,使得上横向杆和下横向杆在正交于所述主轴线的公共平面中延伸,并且至少两个同轴连接器包括安装在套筒的上表面上并且其导电天线固定在上横向杆上的至少一个上同轴连接器和安装在套筒的下表面上并且其导电天线固定在下横向杆上的至少一个下同轴连接器,并且其中下同轴连接器和上同轴连接器延伸到公共平面中。
根据一个特征,下同轴连接器的导电天线和上同轴连接器的导电天线对齐。
在结合第一实施例和第三实施例的特定实施例中,该至少两个同轴连接器包括:
-两个上邻近的同轴连接器,其导电天线固定在上横向杆上;以及
-两个下邻近的同轴连接器,其导电天线固定在下横向杆上。
有利地,至少一个横向杆由具有至少100W/(m·K)的热导率的材料制成。
在一个特定实施例中,至少一个横向杆由基于以下金属中的至少一种的材料制成:铜、黄铜、铝、金和银。
根据本发明的一种可能性,至少一个横向杆是中空的。
根据本发明的另一可能性,冷却液在至少一个中空横向杆内部循环。
根据本发明的另一个有利特征,通过考虑以给定的相同频率f0和相同波长λ0发射微波的微波源,至少一个横向杆沿着主轴线设置在短路元件的给定长度L处,其中:
L=Lc+k·Lg/2,其中
k是零或正整数;
Lc=p·λg/4;
Lg=λg±10%;
λg对应于波导内的微波的引导波长,其取决于波导的尺寸;
p是小于1的校正系数。
实际上,微波发生器发射频率为f0波长为λ0的微波。在波导内部,微波保持频率f0,但是波长将是λg,即在波导内部引导的波长,其取决于波导的尺寸。
然后,从理论的观点来看,如果(一个或多个)导电天线和(一个或多个)横向杆具有零直径,则我们将得到Lc=λg/4和Lg=λg。然而,由于导电天线和杆不具有零直径并且它们足够大以传输热量,则长度Lc小于λg/4,并且更精确地,我们将得到Lc=p·λg/4,其中p是校正系数,其考虑了由导电天线的干扰引起的校正。此外,长度Lg在λg附近是可变的,这取决于由(一个或多个)导电天线和(一个或多个)横向杆引起的干扰,并且因此我们将得到Lg=λg±10%。
在第二实施例的情况下,有利的是,近侧横向杆和远侧横向杆沿主轴线以短路元件的给定的相应长度Lprox和Ldist设置,其中:
Lprox=Lc+kprox·Lg/2,其中kprox是零或正整数;
Ldist=Lc+kdist·Lg/2,其中Kdist是大于Kprox的正整数;
使得近侧横向杆和远侧横向杆沿着主轴线彼此偏移间隔EC,使得:
EC=Ldist-Lprox=(kdist-kprox)·Lg/2=N·Lg/2,其中N为正整数。
在一个具体实施例中,EC=Lg/2,其中:
-Kprox=0且Kdist=1,
-或kprox=1且kdist=2
本发明还涉及这样的特征,根据该特征,对于每个同轴连接器,导电天线的端部的直径小于、大于或等于其所固定的横向杆的直径。
在特定且非限制性实施例中,对于每个同轴连接器,导电天线的端部的直径等于(误差15%内)其所固定的横向杆的直径。
根据一个特征,对于每个同轴连接器,中央芯的直径小于或相反地大于对应的横向杆的直径,并且导电天线的直径从中央芯逐渐增加或相反地减小直到达到等于(误差15%以内)横向杆的直径的直径。
本发明还涉及一种微波发生器,包括:
-至少两个微波源,其以相同的给定频率f0和相同的给定波长λ0发射微波;以及
-如上所述的微波耦合/组合装置;
并且其中微波源分别连接到微波耦合/组合装置的同轴连接器。
根据一种可能性,微波耦合/组合装置包括两个邻近的同轴连接器,其导电天线固定在同一横向杆上,这些邻近的同轴连接器沿横向杆的横向轴线并排设置,并且所述邻近的同轴连接器连接到相位同步操作的微波源。
根据另一种可能性,微波耦合/组合装置至少包括近侧横向杆和远侧横向杆,其沿着主轴线彼此平行且偏移间距EC=N·Lg/2,其中N是正整数,并且至少两个同轴连接器包括至少一个近侧同轴连接器和至少一个远侧同轴连接器,该近侧同轴连接器的导电天线固定在近侧横向杆上,该远侧同轴连接器的导电天线固定在远侧横向杆上,
并且其中近侧同轴连接器和远侧同轴连接器连接到微波源,该微波源操作:
-如果N是偶数,则相位同步,正或负十度;
-或者如果N是奇数,则相移180度,正或负十度。
有利的是,频率在频率f0周围的给定频带中是可调节的,使得在波导中引导的波长在引导波长λg周围的给定波长带中是可调节的,
并且其中微波发生器还包括用于控制微波源的相位的模块,以根据给定波长的频带中的波长的调节来单独地调节微波源的相位。
根据一个有利特征,微波源是固态微波源。
根据另一有利特征,频率是:
-包括在2.450GHz±50.0MHz的频带中,并且例如该频率在2.450GHz±50.0MHz的频带中是可调节的;
-或者包括在5.800GHz±75.0MHz的频带中,例如该频率在5.800GHz±75.0MHz的频带中是可调节的;
-或者包括在433.92MHz±0.87的频带中,并且例如该频率在433.92MHz±0.87的频带中是可调节的;
-或者包含在896MHz±10MHz的频带中,并且例如该频率在896MHz±10Mhz的频带中是可调节的;
-或者包含在915MHz±13MHz的频带中,并且例如该频率在915MHz±13Mhz的频带中是可调节的。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例的详细描述,本发明的其它特征和优点将变得显而易见,其中:
图1和图2是根据本发明的微波耦合/组合装置的示意性立体图;
图3是微波耦合/组合装置的示意图,其中没有环形连接凸缘,并且透明示出了波导套筒的内部;
图4和图5是微波耦合/组合装置的第一示例和第二示例的图;
图6是图4和图5的示例中的同轴连接器/导电中央芯/导电天线/横向杆的示意性放大图;
图7是微波耦合/组合装置的第三示例的示例图;
图8是图7的第三示例中的同轴连接器/导电中央芯/导电天线/横向杆的放大示意图;
图9是微波耦合/组合装置的第四示例的示例图;
图10和图11是包括图1和图2的微波耦合/组合装置的微波组件的示意性立体图,固态微波源耦合在该微波耦合/组合装置上;以及
图12和图13分别是结合图10和图11的微波组件的微波发生器的从前方观察且没有壳体,和从后方观察且具有壳体的示意性立体图。
具体实施方式
参照图1至图9,根据本发明的微波耦合/组合装置1包括波导2,该波导设有沿主轴X纵向延伸的导电套筒20,并具有两个相对端部21、22,包括:
-第一端部21,其设有短路元件23,例如以封闭第一端部21的短路板或壁的形式;以及
-第二开口端部22,例如设有环形连接凸缘24,环形连接凸缘设置用于将波导2的套筒20连接到输出波导90(在图12和图13中可见)。
在此,套筒20具有矩形截面,使得套筒20具有彼此平行且面对的上表面25和下表面26,以及也彼此平行且面对的两个侧表面27。当然,本发明并不限于套筒20的这种矩形几何形状。
波导2还包括至少一个横向杆3a、3b、3c、3d,其在套筒20内沿着正交于主轴线X的横向轴线Y延伸。
在图1至图5和图7所示的示例中,波导2包括两个横向杆,更具体地,具有近侧横向杆3a和远侧横向杆3b。近侧横向杆3a和远侧横向杆3b平行并且它们沿着主轴线X彼此偏移,其中近侧横向杆3a比远侧横向杆3b更靠近短路元件23。
在图9所示的示例中,波导2包括两个横向杆,更具体地,上横向杆3c和下横向杆3d沿着正交于主轴线X和这些横向杆3c、3d的横向轴线Y的次轴线Z彼此平行且偏移,使得上横向杆3c和下横向杆3d在正交于主轴线X的公共平面中延伸。上横向杆3c比下横向杆3d更靠近上表面25定位。更准确地说,次轴线Z与上表面25和下表面26正交。
通常,所述或每个横向杆3a、3b、3c、3d在两个侧表面27之间平行于上表面25和下表面26延伸,与上表面25(或下表面26)相距给定距离。这样,所述或每个横向杆3a、3b、3c、3d具有两个相对的端部,每个端部固定到侧表面27,特别是通过螺钉31或通过焊接固定到侧表面。
此外,所述或每个横向杆3a、3b、3c、3d由具有至少100W/(m·K)的热导率的导电材料制成,并且特别地由铜、黄铜、铝、金或银制成,以用于良好的散热。
所述或每个横向杆3a、3b、3c、3d可以是具有给定直径的圆形截面,但是该形状不是限制性的。
还可以考虑,所述或每个横向杆3a、3b、3c、3d是中空的,特别是使得冷却液可以在中空横向杆3a、3b、3c、3d内循环,仍然用于良好热耗散的目的。
根据本发明的微波耦合/组合装置1还包括至少两个同轴连接器4a、4b、4c、4d,其被设计成分别连接至微波源5,特别是连接至固体微波源5(在图10至图13中可见)。
通常,每个同轴连接器4a、4b、4c、4d在外部安装在套筒20上,并且特别地安装在上表面25或下表面26上,并且其具有用于直接连接微波源5的连接装置,或者具有确保微波源5和同轴连接器4a、4b、4c、4d之间的链接的同轴电缆。优选直接连接,以限制损耗。
该连接装置可以是凸形或凹形连接装置,它也可以是螺纹连接或卡口连接或卡扣连接装置,或者通过同轴电缆。
因此,每个同轴连接器4a、4b、4c、4d固定在套筒20上,特别是通过螺纹连接或焊接,并且其具有中央导电芯41,该中央导电芯连接到导电天线42并由该导电天线延伸,该导电天线在套筒20内延伸,并且终止于固定(特别是通过焊接或螺纹连接)在横向杆3a、3b、3c、3d上的端部。
对于每个同轴连接器4a、4b、4c、4d,中央导电芯41和导电天线42对齐(或同轴)并且在正交于横向杆3a、3b、3c、3d的横向轴线Y的方向上延伸,使得导电天线42和横向杆3a、3b、3c、3d垂直。更具体地,导电中央芯41和导电天线42在平行于上述次轴线Z的方向上延伸,因此垂直于上表面25和下表面26。
在图中所示的示例中,微波耦合/组合装置1包括用于横向杆3a、3b、3c、3d的两个同轴连接器4a、4b、4c、4d。因此,所述或每个横向杆3a、3b、3c、3d连接到一对(或一双)同轴连接器4a、4b、4c、4d,也就是说,两个邻近的同轴连接器的导电天线42固定在相同的横向杆3a、3b、3c、3d上,其中这两个邻近的同轴连接器4a、4b、4c、4d在平行于横向杆3a、3b、3c、3d的横向轴线Y的方向上并排布置。
更准确地说,两个邻近的同轴连接器4a、4b、4c、4d对称地设置在包括主轴线X的套筒2的对称平面的任一侧上。因此,两个邻近的同轴连接器4a、4b、4c、4d中的一个位于离两个侧表面27中的一个侧表面给定距离处,而两个邻近的同轴连接器4a、4b、4c、4d中的另一个位于离两个侧表面27中的另一个侧表面相同的给定距离处。
在图1至图5和图7所示的示例中,波导2包括:
-两个近侧邻近的同轴连接器4a,其导电天线42固定在近侧横向杆3a上;以及
-两个远侧邻近的同轴连接器4b,其导电天线42固定在远侧横向杆3b上。
近侧邻近的同轴连接器4a和远侧邻近的同轴连接器4b在平行于主轴线X的方向上对齐并两两偏移。
在图9所示的示例中,波导2包括:
-两个上部邻近的同轴连接器4c,其安装在套筒20的上表面25上,并且其导电天线42固定在上横向杆3c上;以及
-两个下部邻的接同轴连接器4d,其安装在套筒20的下表面26上,并且其导电天线42固定在下横向杆3d上。
上部邻近的同轴连接器4c的导电天线和下部邻近的同轴连接器4d的导电天线两两对齐。此外,这些邻近的同轴连接器4c、4d在上横向杆3c和下横向杆3d的公共平面中延伸。
此外,应当注意,固态微波源5以给定的相同频率f0和相同波长λ0发射微波,其频带例如为2.450GHz±50.0MHz,其中该频率在2.450GHz±50.0Mhz的频带中更具体地是可调整的,其中f0是该频带的中心频率。
当然,由国际电信联盟(UIT)分配的用于工业、科学和医疗(ISM)使用的其它微波频带也是可能的。
通常,所述或每个横向杆3a、3b、3c、3d沿主轴线设置在短路元件23的给定长度L处,其中:
Lc+K·Lg/2,其中
k是零或正整数;
Lc=p·λg/4;
Lg=λg+10%;
λg对应于波导内的微波的被引导波长,其取决于波导的尺寸;
p是小于1的校正系数。
在图1至图7的示例中,近侧横向杆3a和远侧横向杆3b沿主轴线X以短路元件23的给定的相应长度Lprox和Ldist设置,其中:
Lprox=Lc+kprox·Lg/2,其中kprox是零或正整数;
Ldist=Lc+kdist·Lg/2,其中Kdist是大于Kprox的正整数。
因此,近侧横向杆3a和远侧横向杆3b沿主轴线彼此偏移间隔EC,例如:
EC=Ldist-Lprox=(kdist-kprox)·Lg/2=N·Lg/2,其中N是正整数。
在图1至图4和图7的示例中,其对应于特别紧凑的构造,我们得到Kprox=0和Kdist=1,换句话说:Lprox=Lc,Ldist=Lc+Lg/2,EC=Lg/2。
在图5的示例中,其对应于不太紧凑的构造,但其有时可具有对于组合微波的带宽的优点,我们得到Kprox=1且Kdist=2,换句话说:Lprox=Lc+Lg/2,Ldist=Lc+Lg and EC=Lc/2
在图9的示例中,其也对应于特别紧凑的构造,上横向杆3c和下横向杆3d位于短路元件23的沿主轴线的相同给定长度L处,其中:L=Lc。
此外,对于每个同轴连接器4a、4b、4c、4d,导电天线42的端部具有小于、大于或等于其所固定的横向杆3a、3b、3c、3d的直径。
在特定实施例中,作为非限制性示例给出,对于每个同轴连接器4a、4b、4c、4d,导电天线42的端部的直径等于其所固定的横向杆3a、3b、3c、3d的直径的15%以内,并且因此出现三种情况:
-第一种情况示出于图5中,如果中央导电芯41的直径等于(差15%以内)横向杆3a、3b、3c、3d的直径,则中央导电芯41和导电天线42具有相同的恒定直径;
-第二种情况示出于图8中,如果中央导电芯41的直径小于横向杆3a、3b、3c、3d的直径,则导电天线42的直径从中央导电芯41逐渐增大,直到其达到等于(差15%以内)横向杆3a、3b、3c、3d的直径的直径;
-第三种情况未示出,如果中央导体41的直径大于横向杆3a、3b、3c、3d的直径,则导电天线42的直径从中央导电芯41逐渐减小,直到达到等于(差15%以内)横向杆3a、3b、3c、3d的直径的直径。
参照图12和图13,根据本发明的微波发生器6在壳体60内包括:
-微波耦合/组合装置1;以及
-分别连接到微波耦合/组合装置1的同轴连接器4a、4b、4c、4d的多个固态微波源5;
-控制模块7,其控制固态微波源5的相位以单独地调节固态微波源5的相位。
考虑两个邻近的同轴连接器4a、或4b、或4c、或4d,其导电天线42固定在相同的横杆3a或3b或3c或3d上,这两个邻近的同轴连接器连接到以相位同步(差正或负十度)操作的固态微波源5,这两个固态微波源5的相位同步由控制模块7控制。
一方面考虑两个近侧邻近的同轴连接器4a,其导电天线42固定在近侧横向杆3a上并且连接到称为近侧源的固态微波源5,另一方面考虑两个远侧邻近的同轴连接器4b,其导电天线42固定在远侧横向杆3b上并且连接到称为远侧源的固态微波源5,并且考虑该近侧横向杆3a和该远侧横向杆3b沿主轴线X彼此偏移间距EC=N·Lg/2,其中N是正整数,则:
-如果N是偶数,则近侧源与远侧源相位同步,正或负十度;以及
-如果N是奇数,则近侧源与远侧源相移180度,正或负十度
在图1至图5和图7的示例中,EC=lg/2,换句话说N=1,使得近侧源与远侧源相移180度,正或负十度。
因此,控制模块7实现相位管理图,优选地是自动的,以将与同一横向杆3a、或3b、或3c、或3d相关联的固态微波源5同步在一起,并且将其它固态微波源相对于第一固态微波源相移180°(如果间距EC=Lg/2)。
此外,如上所述,频率在频率f0周围的给定频带中是可调节的,使得引导波长在波长λg周围的给定波长带中也是可调节的。
因此,固态微波源5的相位控制模块7将根据在给定波长带中引导的波长的这种调节来单独地控制固态微波源5的相位,以优化功率传输。
该控制模块7还允许对每个固态微波源5的相位的单独管理,以考虑由于尺寸公差、每个固态微波源5的公差、同轴连接器4a、4b、4c、4d自身之间的公差等而可能出现的任何相移。这种相位管理也可以作为所发射的微波的频率的函数自动地进行管理。
Claims (24)
1.一种用于耦合和组合至少两个微波源(5)的微波耦合/组合装置(1),包括波导(2),所述波导设置有:
-套筒(20),其沿着主轴线(X)纵向延伸,并具有两个相对端部,所述两个相对端部包括设有短路元件(23)的第一端部(21)和第二开口端部(22);以及
-至少一个横向杆(3a;3b;3c;3d),其在所述套筒(20)内沿着与所述主轴线(X)正交的横向轴线(Y)延伸;
所述微波耦合/组合装置(1)还包括至少两个同轴连接器(4a;4b;4c;4d),所述至少两个同轴连接器被设置成分别连接到微波源(5),
其中,每个同轴连接器(4a;4b;4c;4d)在外部安装在所述套筒(20)上并且具有导电中央芯(41),所述导电中央芯(41)连接到导电天线(42)并且由所述导电天线(42)延伸,所述导电天线(42)在所述套筒(20)内延伸并且终止于附接到横向杆(3a;3b;3c;3d)的端部,其中所述导电中央芯(41)和所述导电天线(42)对齐并且在正交于所述横向轴线(Y)和所述主轴线(X)的方向上延伸。
2.根据权利要求1所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述至少两个同轴连接器包括两个邻近的同轴连接器(4a;4b;4c;4d),所述两个邻近的同轴连接器的导电天线(42)固定在同一横向杆(3a;3b;3c;3d)上,所述邻近的同轴连接器(4a;4b;4c;4d)在平行于所述横向杆(3a;3b;3c;3d)的横向轴线(Y)的方向上并排设置。
3.根据前一权利要求所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述两个相邻的同轴连接器(4a;4b;4c;4d)对称地设置在包括所述主轴线(X)的所述套筒(20)的对称平面的任一侧上,所述对称平面还包括与所述主轴线(X)和所述横向杆(3a;3b;3c;3d)的横向轴线(Y)均正交的次轴线(Z)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述波导(2)至少包括沿着所述主轴线(X)彼此平行且偏移的近侧横向杆(3a)和远侧横向杆(3b),并且所述至少两个同轴连接器包括至少一个近侧同轴连接器(4a)和至少一个远侧同轴连接器(4b),所述至少一个近侧同轴连接器的导电天线(42)固定在所述近侧横向杆(3a)上,所述至少一个远侧同轴连接器的导电天线(42)固定在所述远侧横向杆(3b)上。
5.根据前一权利要求所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述近侧同轴连接器(4a)和所述远侧同轴连接器(4b)在平行于所述主轴线(X)的方向上彼此偏移。
6.根据权利要求2和4所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述至少两个同轴连接器包括:
-两个近侧邻近的同轴连接器(4a),其导电天线(42)固定在近侧横向杆(3a)上;以及
-两个远侧邻近的同轴连接器(4b),其导电天线(42)固定在远侧横向杆(3b)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述波导(2)至少包括上横向杆(3c)和下横向杆(3d),所述上横向杆(3c)和下横向杆(3d)沿着与所述主轴线(X)和所述横向杆(3c、3d)的横向轴线(Y)正交的次轴线(Z)彼此平行且偏移,使得所述上横向杆(3c)和所述下横向杆(3d)在正交于所述主轴线(X)的公共平面中延伸,并且所述至少两个同轴连接器包括安装在所述套筒(20)的上表面(25)上并且其导电天线(42)固定在所述上横向杆(3c)上的至少一个上同轴连接器(4c)和安装在所述套筒(20)的下表面(26)上并且其导电天线(42)固定在所述下横向杆(3d)上的至少一个下同轴连接器(4d),并且所述下同轴连接器(4d)和所述上同轴连接器(4c)在公共平面中延伸。
8.根据前一权利要求所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述下同轴连接器(4d)的导电天线(42)和所述上同轴连接器(4c)的导电天线(42)对齐。
9.根据权利要求2和6所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述至少两个同轴连接器包括:
-两个上邻近的同轴连接器(4c),其导电天线(42)固定在所述上横向杆(3c)上;以及
-两个下邻近的同轴连接器(4d),其导电天线(42)固定在所述下横向杆(3d)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述至少一个横向杆(3a;3b;3c;3d)由热导率至少为100W/(m·k)的材料制成。
11.根据前一权利要求所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述至少一个横向杆(3a;3b;3c;3d)由基于以下金属中的至少一种的材料制成:铜、黄铜、铝、金和银。
12.根据前述权利要求中任一项所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述至少一个横向杆(3a;3b;3c;3d)是中空的。
13.根据前一权利要求所述的微波耦合/组合装置(1),其中,冷却液在至少一个中空横向杆(3a;3b;3c;3d)内循环。
14.根据前述权利要求中任一项所述的微波耦合/组合装置(1),其中,通过考虑以给定的相同频率f0和相同波长λ0发射微波的微波源(5),所述至少一个横向杆(3a;3b;3c;3d)沿着主轴线(X)设置在短路元件(23)的给定长度L处,其中:
L=Lc+k·Lg/2,其中
k是零或正整数;
Lc=p·λg/4;
Lg=λg±10%;
λg对应于所述波导(2)内的微波的引导波长,其取决于所述波导(2)的尺寸;
p是小于1的校正系数。
15.根据权利要求4和14所述的微波耦合/组合装置(1),其中,所述近侧横向杆(3a)和所述远侧横向杆(3b)沿着所述主轴线(X)设置在所述短路元件(23)的给定的相应长度Lprox和Ldist处,其中:
Lprox=Lc+kprox·Lg/2,其中kprox是零或正整数;
Ldist=Lc+kdist·Lg/2,其中Kdist是大于Kprox的正整数;
使得所述近侧横向杆和所述远侧横向杆沿着所述主轴线彼此偏移间隔EC,使得:
EC=Ldist-Lprox=(kdist-kprox)·Lg/2=N·Lg/2,其中N为正整数。
16.根据前述权利要求所述的微波耦合/组合装置(1),其中,EC=Lg/2,其中:
Kprox=0且Kdist=1,
或Kprox=1且Kdist=2。
17.根据前述权利要求中任一项所述的微波耦合/组合装置(1),其中,对于每个同轴连接器(4a;4b;4c;4d),所述导电天线(42)的端部的直径在误差15%以内等于其所固定的所述横向杆(3a;3b;3c;3d)的直径。
18.根据前一权利要求所述的微波耦合/组合装置(1),其中,对于每个同轴连接器(4a;4b;4c;4d),导电中央芯(41)的直径小于或相反地大于相应的横向杆(3a;3b;3c;3d)的直径,并且所述导电天线(42)的直径从中央导电芯(41)逐渐增加或相反地减小直到达到在误差15%以内等于所述横向杆(3a;3b;3c;3d)的直径的直径。
19.一种微波发生器,包括:
-至少两个微波源(5),其以给定的相同频率f0和相同波长λ0发射微波;以及
-根据前述权利要求中任一项所述的微波耦合/组合装置(1);
并且其中,所述微波源(5)分别连接到所述微波耦合/组合装置(1)的同轴连接器(4a;4b;4c;4d)。
20.根据权利要求19所述的微波发生器,其中,所述微波耦合/组合装置(1)包括两个邻近的同轴连接器(4a;4b;4c;4d),所述两个邻近的同轴连接器的导电天线(42)固定在同一横向杆(3a;3b;3c;3d)上,所述邻近的同轴连接器(4a;4b;4c;4d)沿着所述横向杆(3a;3b;3c;3d)的横向轴线(Y)并排设置,并且所述邻近的同轴连接器(4a;4b;4c;4d)连接到相位同步地操作的微波源(5)。
21.根据权利要求19和20中任一项所述的微波发生器,其中,所述微波耦合/组合装置(1)至少包括近侧横向杆(3a)和远侧横向杆(3b),所述近侧横向杆和所述远侧横向杆沿着所述主轴线(X)彼此平行且偏移间距EC=N·Lg/2,其中,N是正整数,并且所述至少两个同轴连接器(4a;4b;4c;4d)包括至少一个近侧同轴连接器(4a)和至少一个远侧同轴连接器(4b),所述至少一个近侧同轴连接器的导电天线(42)固定在所述近侧横向杆(3a)上,所述至少一个远侧同轴连接器的导电天线(42)固定在所述远侧横向杆(3b)上,
并且其中,所述近侧同轴连接器(4a)和所述远侧同轴连接器(4b)连接到微波源(5),所述微波源操作:
-如果N是偶数,则相位同步,正或负十度;
-或者如果N是奇数,则相移180度,正或负十度。
22.根据权利要求20和21中任一项所述的微波发生器,其中,频率在频率f0周围的给定频带中是可调节的,使得在所述波导中引导的波长在波长λg周围的给定波长带中是可调节的,
并且其中,所述微波发生器还包括用于控制所述微波源(5)的相位的模块,以根据所述给定波长带中的波长的调节来单独调节所述微波源(5)的相位。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的微波发生器,其中,所述微波源(5)是固态微波源(5)。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的微波发生器,其中,所述频率是:
-包括在2.450GHz±50.0MHz的频带中,并且例如该频率在2.450GHz±50.0MHz的频带中是可调节的;
-或者包括在5.800GHz±75.0MHz的频带中,并且例如该频率在5.800GHz±75.0MHz的频带中是可调节的;
-或者包括在433.92MHz±0.87的频带中,并且例如该频率在433.92MHz±0.87的频带中是可调节的;
-或者包含在896MHz±10MHz的频带中,并且例如该频率在896MHz±10Mhz的频带中是可调节的;
-或者包含在915MHz±13MHz的频带中,并且例如该频率在915MHz±13Mhz的频带中是可调节的。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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