CN205657179U - 一种置于真空室内的微波诊断天线系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于微波诊断技术领域，具体公开一种置于真空室内的微波诊断天线系统，它包括微波天线、窗口法兰、固定压盘、过渡波导、真空密封圈、真空密封窗口介质和过渡端波导法兰。本实用新型通过将天线置于真空室内，使天线与待测量目标的距离更近，获得的信号更强，受外界干扰小，可靠性更高；同时由于天线的阻挡作用，使等离子体窗口的溅射影响很小，基本不需要清洗；将过渡波导置于装置外，能够在不影响真空的情况下，直接改变测量的极化模式，满足不同的测量需求。

Description

一种置于真空室内的微波诊断天线系统

技术领域

本实用新型属于微波诊断技术领域，具体涉及一种置于真空室内的微波诊断天线系统。

背景技术

微波诊断能够测量高温等离子体内部的电子温度和电子密度分布、湍流、旋转速度等重要参数，其工作时不会像探针等诊断系统那样影响到等离子体的运行，另外微波诊断信号主要由等离子体内局域的参数决定，具有定域测量的优点，使之成为磁约束受控核聚变等离子体实验研究重要的测量手段之一。但是由于等离子体位于聚变实验装置真空室内，由内向外有限制器、真空室、各种线圈、保护罩等必要装置构件，通常造成等离子体距离诊断窗口较远，大型装置将达到数米以上，使测量信号质量降低。如果将天线置于诊断窗口外，需要有较大的诊断窗口才能实现天线的布置，这又受到磁约束受控核聚变装置诊断窗口尺寸和数量非常有限的限制。另一方面，诊断窗口极易受等离子体轰击，造成窗口上极易镀一层金属杂质，使微波在窗口上的透射率大幅降低，甚至导致测量不到信号。为缓解等离子体轰击，一些微波与激光诊断窗口，需要加专门的窗口动密封保护挡板，放电清洗时关闭。即使有保护板，在实验后期测量信号质量也会大幅下降，因此需要每轮实验后取下来重新抛光清洗。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种信号强、可靠性高的置于真空室内的微波诊断天线系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种置于真空室内的微波诊断天线系统，它包括微波天线、窗口法兰、固定压盘、过渡波导、真空密封圈、真空密封窗口介质和过渡端波导法兰；所述微波天线为双筒结构；微波天线的两个输出端分别与窗口法兰上的微波传输窗口连接，微波天线的两个输入端分别设在待测量真空室内；窗口法兰与固定压盘连接；窗口法兰上的微波输出窗口与固定压盘的输入窗口之间设有真空密封圈和真空密封窗口介质；固定压盘的两个输出窗口分别与过渡端波导法兰连接；过渡端波导法兰与过渡波导的输出端连接；过渡波导的输入端通过准波导法兰与微波诊断系统的微波发射端或接收端连接。

所述过渡波导为从标准矩形基模波导过渡到过模波导的结构。

所述过渡波导可以沿轴向旋转，从而改变微波测量的极化方向。

所述窗口法兰上设有法兰密封刀口，法兰密封刀口与待测量真空室诊断诊断窗口的密封面连接。

所述真空密封窗口介质为高透射率的微波介质材料。

所述真空密封窗口介质为聚四氟乙烯。

所述真空密封圈为氟橡胶圈。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种置于真空室内的微波诊断天线系统通过将天线置于真空室内，使天线与待测量目标的距离更近，获得的信号更强，受外界干扰小，可靠性更高；同时由于天线的阻挡作用，使等离子体窗口的溅射影响很小，基本不需要清洗；将过渡波导置于装置外，能够在不影响真空的情况下，直接改变测量的极化模式，满足不同的测量需求。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种置于真空室内的微波诊断天线系统示意图；

图2为图1的剖视图。

图中：1.微波天线、2.窗口法兰、3.固定压盘、4.过渡波导、5.真空密封圈、6.真空密封窗口介质、7.法兰密封刀口、8.压盘固定螺孔、9.标准波导法兰、10.过渡端波导法兰。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进一步进行说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种置于真空室内的微波诊断天线系统包括微波天线1、窗口法兰2、固定压盘3、过渡波导4、真空密封圈5、真空密封窗口介质6、法兰密封刀口7、和过渡端波导法兰10。

微波天线1为双筒结构。微波天线1的两个输出端分别与窗口法兰2上的微波传输窗口连接，微波天线1的两个输入端分别设在待测量真空室内，使接收信号的微波功率得到大幅提高，从而提高测量信号的信噪比。

窗口法兰2上的法兰密封刀口7与待测量真空室诊断诊断窗口的密封面连接。窗口法兰2通过压盘固定螺孔8与固定压盘3连接。窗口法兰2上的微波输出窗口与固定压盘3的输入窗口之间设有真空密封圈5和真空密封窗口介质6。固定压盘3的两个输出窗口分别与过渡端波导法兰10连接。过渡端波导法兰10与过渡波导4的输出端连接。两个过渡波导4的输入端分别通过准波导法兰9与微波诊断系统的微波发射端和接收端连接。

过渡波导4为从标准矩形基模波导过渡到过模波导的结构，通过改变过模波导4的连接方向，可以改变微波测量的极化方向。

真空密封窗口介质6需要选择高透射率的微波介质材料，如石英玻璃、云母，优选为聚四氟乙烯，厚度为2毫米。聚四氟乙烯对等离子体溅射的附着力很小，方便刮掉附着的等离子体。

真空密封圈5选用耐湿性较好的氟橡胶圈。

本实用新型的工作过程为：

过渡波导4的输入端接收从微波诊断系统发射的微波，经过渡波导4过渡到微波窗口介质6，然后经微波天线1的一个输入端向待测量真空室内发射等离子体。微波接收天线1的另一个输入端接收从待测量真空室内反射回来的微波，经过微波介质6窗口，再经过渡波导4输出给微波诊断系统。

Claims (7)

1.一种置于真空室内的微波诊断天线系统，其特征在于：它包括微波天线(1)、窗口法兰(2)、固定压盘(3)、过渡波导(4)、真空密封圈(5)、真空密封窗口介质(6)和过渡端波导法兰(10)；所述微波天线(1)为双筒结构；微波天线(1)的两个输出端分别与窗口法兰(2)上的微波传输窗口连接，微波天线(1)的两个输入端分别设在待测量真空室内；窗口法兰(2)与固定压盘(3)连接；窗口法兰(2)上的微波输出窗口与固定压盘(3)的输入窗口之间设有真空密封圈(5)和真空密封窗口介质(6)；固定压盘(3)的两个输出窗口分别与过渡端波导法兰(10)连接；过渡端波导法兰(10)与过渡波导(4)的输出端连接；过渡波导(4)的输入端通过准波导法兰(9)与微波诊断系统的微波发射端或接收端连接。

2.根据权利要求1所述的一种置于真空室内的微波诊断天线系统，其特征在于：所述过渡波导(4)为从标准矩形基模波导过渡到过模波导的结构。

3.根据权利要求2所述的一种置于真空室内的微波诊断天线系统，其特征在于：所述过渡波导(4)可以沿轴向旋转，从而改变微波测量的极化方向。

4.根据权利要求1所述的一种置于真空室内的微波诊断天线系统，其特征在于：所述窗口法兰(2)上设有法兰密封刀口(7)，法兰密封刀口(7)与待测量真空室诊断诊断窗口的密封面连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种置于真空室内的微波诊断天线系统，其特征在于：所述真空密封窗口介质(6)为高透射率的微波介质材料。

6.根据权利要求5所述的一种置于真空室内的微波诊断天线系统，其特征在于：所述真空密封窗口介质(6)为聚四氟乙烯。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的一种置于真空室内的微波诊断天线系统，其特征在于：所述真空密封圈(5)为氟橡胶圈。