CN1205692C - 一种隔直波导 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔离直流或交流(低频)高压互串用的隔直波导。它利用衬垫在两段波导的法兰之间的介质薄板和用绝缘的法兰套替代原来的波导金属法兰进行两段波导之间的连接，从而使两段波导间相互绝缘，起到隔离微波系统源端与负载端之间因打火而可能引起的高压互串。该隔直波导具有能隔离直流或低频交流高电压、微波泄漏小、不打火、运行可靠等优点。
Description
技术领域
本发明属于微波技术领域，它特别涉及波导元件。
背景技术
在微波系统的实际应用中，系统的始端总是要与某种微波源相连接的，而终端则连接一定的负载。微波源一般都需要一定的工作电压，而且对于大功率微波源来说往往是高压，而在很多情况下负载也是与加有高压的设备联系在一起的。因此，一旦微波源或负载的任何一方内部发生打火时，打火方的高压就会瞬时通过金属构成的微波系统与另一方连通，从而引起微波源或设备的损坏。所以对于负载与高压设备相关的大功率微波系统，就要求在系统中设置一个能隔离高压的元件，以阻止微波源或负载任何一方发生打火时高压串到另一方去。例如在托卡马克装置的低杂波电流驱动实验中，作为微波源的大功率速调管与作为承载负载等离子体的托卡马克装置之间就不允许电压互串。
发明内容
本发明提供了一种隔直波导，其特点是能隔离微波系统两端的直流或交流(低频)高压而不致引起本身的打火，而且微波反射小、微波损耗与泄漏小、运行可靠。
本发明是这样实现的：在连接法兰3和7上通过固定螺钉5分别固定一个由绝缘材料做成的法兰套1，在法兰套1外面再围一圈由微波吸收材料做成的吸收套6，其特征是在两段波导4的连接法兰3和7之间衬垫一个中间开有孔8的绝缘介质薄板2，孔8的形状可以与波导截面形状相似，它的尺寸小于或等于波导内截面，用绝缘材料做成的螺钉9连接两个法兰套1，它同时将介质薄板2固定，如图1所示。
本发明的工作原理：
介质板的引入不可避免地会引起一定的微波反射和增加微波损耗，而法兰3与7之间的非电接触将引起附加的微波反射。为了提高大功率微波通过能力，减小微波损耗与反射，两个波导连接法兰3和7之间衬垫的介质薄板2在中间开一个孔8。孔的形状可以与波导截面形状相似，根据需要隔离的电压高低，它的大小可以小于或等于波导内截面。一般情况下，为了防止介质板开孔处端面的表面击穿而引起打火，孔的大小比波导内截面尺寸小一些为宜，使介质板伸入波导内部一定距离，既对调节匹配有利，又能增加表面漏电长度，提高绝缘强度，如图1所示。
附图说明：
图1本发明隔直波导的剖面图
其中，1为绝缘法兰套，2为中间开有孔8的介质薄板，3为波导平板法兰，4为波导，5为固定绝缘法兰套1与波导连接法兰3和7的固定螺钉，6为微波吸收套，7为波导抗流法兰，8为介质薄板2上的孔，9为连接绝缘法兰套1的绝缘材料螺钉。
实施方案
图1是本发明实施方案的一个实例，其中1为绝缘法兰套，2为中间开有孔8的介质薄板，3为波导平板法兰，4为波导，5为固定绝缘法兰套1与波导连接法兰3和7的固定螺钉，6为微波吸收套，7为波导抗流法兰，8为介质薄板2上的孔，9为连接绝缘法兰套1的绝缘材料螺钉。
需要说明的是，为了提高大功率微波通过能力、减小微波损耗与反射，在两个波导连接法兰3和7之间衬垫的介质薄板2在其中间开一个孔8。根据需要隔离的电压的高低，这个孔8可以从无一直扩大到与波导内截面相同。一般情况下，为了防止介质板开孔处端面的表面击穿引起打火，孔的形状可以与波导内截面形状相似，尺寸小一些，使介质板伸入波导内部一定距离，增加表面漏电长度，提高绝缘强度，如图1所示。
介质薄板2选择具有高击穿强度而且耐机械压力的材料为最佳(如选择聚四氟乙烯等)，其厚度在保证具有足够的击穿强度和一定的机械强度的前提下，原则上应尽量薄，以减小微波泄漏。介质薄板2的外径可以与绝缘法兰套1直径相同，在保证有足够长的表面距离不致引起表面击穿打火的前提下，也可以比法兰套1的直径小。
绝缘法兰套1的连接应该用绝缘材料做成的螺钉9，在保证离波导原来的金属法兰3和7有足够长的距离不致引起表面击穿的前提下，也可以采用金属螺钉。
吸收泄漏微波用的吸收套6，可根据微波泄漏大小的实际情况决定采用与否。
在传输的微波功率特别大时，为了防止介质薄板2的介质损耗吸收微波引起发热，可以在波导平板法兰3的一侧挖水槽进行水冷或直接进行风冷。
本发明所述的波导4，既可以是矩形波导，也可以是圆波导或其它截面形状的波导。两个波导法兰可以一个是抗流法兰，另一个是平板法兰；也可以两个都是平板法兰。
Claims (2)
1、一种隔直波导，它是在连接法兰(3)和(7)上通过固定螺钉(5)分别固定一个由绝缘材料做成的法兰套(1)，在法兰套(1)外面再围一圈由微波吸收材料做成的吸收套(6)，其特征是在两段波导(4)的连接法兰(3)和(7)之间衬垫一个中间开有孔(8)的绝缘介质薄板(2)，绝缘介质薄板(2)中间的孔(8)的形状可以与波导截面形状相同，绝缘介质薄板(2)中间的孔(8)的尺寸小于或等于波导内截面，用绝缘材料做成的螺钉(9)连接两个法兰套(1)，它同时将介质薄板(2)固定。
2、根据权利要求1所述的一种隔直波导，其特征是所述的绝缘介质薄板(2)中间的孔(8)的大小可以从无一直扩大到与波导内截面相同。
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