CN206992279U - 一种微波等离子体系统及其波导同轴转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波等离子体系统的波导同轴转换器，用于连接水平安装的调谐器(3)和垂直安装的同轴线导体部件，内部具有中空腔体，所述腔体的一端具有敞开口且所述敞开口与所述调谐器(3)的输出端口连接，所述腔体安装有锥体(4)，沿所述锥体(4)轴线开有第一圆孔，同轴线内导体(5)插于所述第一圆孔中。该波导同轴转换器有效地解决了微波等离子体系统使用稳定性较差等问题。本实用新型还公开了一种包括上述波导同轴转换器的微波等离子体系统。

Description

一种微波等离子体系统及其波导同轴转换器

技术领域

本实用新型涉及预制棒加工设备技术领域，特别是涉及一种波导同轴转换器。此外，本实用新型还涉及一种包括上述波导同轴转换器的微波等离子体系统。

背景技术

PCVD即等离子化学气相沉积法是光纤预制棒加工的主要工艺之一，微波等离子体系统是该工艺特有不同于其它工艺的部分，是核心部分。微波等离子体系统由水平安装在运动载台上的微波头、隔离器、三销钉调配器、波导部件和垂直安装的同轴部件、等离子体谐振腔组成。波导部件和垂直安装的同轴部件通过波导同轴转换器连接在一起。波导同轴转换器不仅把电磁波能量由水平传送变向到垂直传送，而且把电磁波能量由方管传送变成圆形传送到微波反应腔体，其传输能力和效率是很重要的，对波导同轴转换器的设计要求很高。现有技术中，波导同轴转换器结构复杂，加工困难，调试不方便，传输能力较差，效率较低，使用稳定性较差。

综上所述，如何有效地解决微波等离子体系统使用稳定性较差等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种波导同轴转换器，该波导同轴转换器有效地解决了微波等离子体系统使用稳定性较差等问题；本实用新型的另一目的是提供一种包括上述波导同轴转换器的微波等离子体系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种微波等离子体系统的波导同轴转换器，用于连接水平安装的调谐器和垂直安装的同轴线导体部件，内部具有中空腔体，所述腔体的一端具有敞开口且所述敞开口与所述调谐器的输出端口连接，所述腔体安装有锥体，沿所述锥体轴线开有第一圆孔，同轴线内导体插于所述第一圆孔中。

优选地，所述第一圆孔的圆心在所述锥体的轴线上，所述锥体的侧母线为直线；

所述锥体通过螺钉或者焊接固定在所述波导同轴变换器的底面上。

优选地，所述第一圆孔的孔径与所述同轴线内导体的直径相同。

优选地，所述波导同轴转换器为长方体，所述敞开口为长方形口，所述敞开口的尺寸与所述调谐器的输出端口尺寸相同。

优选地，所述敞开口处具有法兰盘，所述敞开口和所述调谐器的输出端口通过法兰连接。

优选地，所述波导同轴转换器的顶面开设有第二圆孔，所述第二圆孔与同轴线外导体相连接，所述第二圆孔的孔径与所述同轴线外导体的内径相同。

优选地，所述第二圆孔的外周具有用于定位所述同轴线外导体的沉孔。

优选地，所述波导同轴变换器的底面内有水冷通道。

优选地，所述波导同轴变换器的所述敞开口的对侧通过挡板密封，所述挡板采用螺钉或焊接与所述波导同轴变换器的底面和顶面连接，所述挡板里面形状为弧面或者平面。

本实用新型还提供一种微波等离子体系统，包括水平安装在运动载台上的微波头、隔离器、调谐器和垂直安装的同轴线导体部件、等离子体谐振腔以及连接所述调谐器和所述同轴线导体部件的波导同轴转换器，所述波导同轴转换器具体为上述任一项所述的波导同轴转换器。

本实用新型所提供的微波等离子体系统的波导同轴转换器，用于连接水平安装的调谐器和垂直安装的同轴线导体部件，同轴线导体部件包括同轴线内导体和同轴线外导体。波导同轴转换器内部具有中空腔体，腔体的一端敞开，具有敞开口，且敞开口与调谐器的输出端口连接，波导同轴转换器不仅把电磁波能量由水平传送变向到垂直传送，而且把电磁波能量由矩形波导传送变成同轴传送到等离子体谐振腔，其传输能力和效率较高，转换效率高，能量反射很小，电压驻波比在1.2以下。腔体安装有锥体，比如为圆锥，结构简单，加工容易，锥体和波导同轴转换器的材质可以相同，如铜质，也可以不同。沿锥体轴线开有第一圆孔，同轴线内导体插于第一圆孔中，易于固定同轴线内导体，给同轴线内导体提供了可靠的支撑和定位，同轴线内导体的同心度好，调试方便，使用稳定可靠，传输性能更好。

本实用新型还提供一种微波等离子体系统，包括水平安装在运动载台上的微波头、隔离器、调谐器和垂直安装的同轴线导体部件、等离子体谐振腔以及连接调谐器和同轴线导体部件的波导同轴转换器，该波导同轴转换器具体为上述任一种波导同轴转换器。由于上述的波导同轴转换器具有上述技术效果，具有该波导同轴转换器的微波等离子体系统也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中一种具体实施方式所提供的微波等离子体系统的结构示意图。

附图中标记如下：

1-微波头、2-隔离器、3-调谐器、4-锥体、5-同轴线内导体、6-同轴线外导体、7-水冷通道、8-等离子体谐振腔、9-波导同轴转换器。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种波导同轴转换器，该波导同轴转换器有效地解决了微波等离子体系统使用稳定性较差等问题；本实用新型的另一核心是提供一种包括上述波导同轴转换器的微波等离子体系统。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型中一种具体实施方式所提供的微波等离子体系统的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的微波等离子体系统的波导同轴转换器，用于连接水平安装的调谐器3和垂直安装的同轴线导体部件，同轴线导体部件包括同轴线内导体5和同轴线外导体6。波导同轴转换器9内部具有中空腔体，腔体的一端敞开，具有敞开口，且敞开口与调谐器3的输出端口连接，波导同轴转换器9不仅把电磁波能量由水平传送变向到垂直传送，而且把电磁波能量由矩形波导传送变成同轴传送到等离子体谐振腔8，其传输能力和效率较高，转换效率高，能量反射很小，电压驻波比在1.2以下。等离子体谐振腔8壳体为圆柱型谐振腔或同轴型谐振腔或其它结构之腔体。腔体安装有锥体4，比如为圆锥，结构简单，加工容易，锥体4和波导同轴转换器9的材质可以相同，如铜质，也可以不同。沿锥体4轴线开有第一圆孔，同轴线内导体5插于第一圆孔中，易于固定同轴线内导体5，给同轴线内导体5提供了可靠的支撑和定位，同轴线内导体5的同心度好，调试方便，使用稳定可靠，传输性能更好。

上述波导同轴转换器仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，第一圆孔的圆心在锥体4的轴线上，锥体4的侧母线为直线，为标准锥体，结构简单，较为规则，易于加工。锥体4可以通过螺钉固定在波导同轴变换器的底面上，可拆卸连接，易于拆卸，方便更换。锥体4也可以通过焊接固定在波导同轴变换器的底面上，固定连接，固定牢固，稳定性较高。

在上述具体实施方式的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，对波导同轴转换器进行若干改变，第一圆孔的孔径与同轴线内导体5的直径相同，比如腔体宽边为86mm，窄边为43mm，深为140mm，锥体4底面直径43mm，高20mm，轴孔直径8mm，同轴线内导体5直径为8mm，此时第一圆孔的孔径与同轴线内导体5的直径相同，两者紧密配合，相互接触，导热性较好，易于同轴线内导体5的散热。

显然，在这种思想的指导下，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式进行若干改变，波导同轴转换器9为长方体，敞开口为长方形口，敞开口的尺寸与调谐器3的输出端口尺寸相同，波导同轴转换器9把电磁波能量由水平传送变向到垂直传送，把电磁波能量由矩形波导传送变成同轴传送到等离子体谐振腔8，传输能力和效率较高，能量反射很小。

需要特别指出的是，本实用新型所提供的波导同轴转换器不应被限制于此种情形，敞开口处具有法兰盘，敞开口和调谐器3的输出端口通过法兰连接，结构简单，连接方便，易于拆卸。

本实用新型所提供的波导同轴转换器，在其它部件不改变的情况下，波导同轴转换器9的顶面开设有第二圆孔，第二圆孔与同轴线外导体6相连接，第二圆孔的孔径与同轴线外导体6的内径相同，易于加工，转换效率高。

对于上述各个实施例中的波导同轴转换器，第二圆孔的外周具有用于定位同轴线外导体6的沉孔，沉孔可以与同轴线外导体6的外周相同，方便同轴线外导体6定位，定位较准确。

为了进一步优化上述技术方案，波导同轴变换器的底面内有水冷通道7，通入水冷液，冷却整个波导同轴转换器9。同轴线内导体5与锥体4的接触高度达到17-34mm，散热面积大，整个系统散热好，利于大功率应用。

在上述各个具体实施例的基础上，波导同轴变换器的敞开口的对侧通过挡板密封，密封性较好。挡板采用螺钉或焊接与波导同轴变换器的底面和顶面连接，固定方便。挡板里面形状为弧面或者平面，结构简单，易于加工。

基于上述实施例中提供的波导同轴转换器，本实用新型还提供了一种微波等离子体系统，该微波等离子体系统包括水平安装在运动载台上的微波头1、隔离器2、调谐器3和垂直安装的同轴线导体部件、等离子体谐振腔8以及连接调谐器3和同轴线导体部件的波导同轴转换器9，其中波导同轴转换器为上述实施例中任意一种波导同轴转换器。由于该微波等离子体系统采用了上述实施例中的波导同轴转换器，所以该微波等离子体系统的有益效果请参考上述实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语顶面、底面等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种微波等离子体系统的波导同轴转换器，用于连接水平安装的调谐器(3)和垂直安装的同轴线导体部件，其特征在于，内部具有中空腔体，所述腔体的一端具有敞开口且所述敞开口与所述调谐器(3)的输出端口连接，所述腔体安装有锥体(4)，沿所述锥体(4)轴线开有第一圆孔，同轴线内导体(5)插于所述第一圆孔中。

2.根据权利要求1所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述第一圆孔的圆心在所述锥体(4)的轴线上，所述锥体(4)的侧母线为直线；

所述锥体(4)通过螺钉或者焊接固定在所述波导同轴变换器的底面上。

3.根据权利要求1所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述第一圆孔的孔径与所述同轴线内导体(5)的直径相同。

4.根据权利要求1所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述波导同轴转换器为长方体，所述敞开口为长方形口，所述敞开口的尺寸与所述调谐器(3)的输出端口尺寸相同。

5.根据权利要求4所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述敞开口处具有法兰盘，所述敞开口和所述调谐器(3)的输出端口通过法兰连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述波导同轴转换器的顶面开设有第二圆孔，所述第二圆孔与同轴线外导体(6)相连接，所述第二圆孔的孔径与所述同轴线外导体(6)的内径相同。

7.根据权利要求6所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述第二圆孔的外周具有用于定位所述同轴线外导体(6)的沉孔。

8.根据权利要求1-5任一项所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述波导同轴变换器的底面内有水冷通道(7)。

9.根据权利要求8所述的波导同轴转换器，其特征在于，所述波导同轴变换器的所述敞开口的对侧通过挡板密封，所述挡板采用螺钉或焊接与所述波导同轴变换器的底面和顶面连接，所述挡板里面形状为弧面或者平面。

10.一种微波等离子体系统，包括水平安装在运动载台上的微波头(1)、隔离器(2)、调谐器(3)和垂直安装的同轴线导体部件、等离子体谐振腔(8)以及连接所述调谐器(3)和所述同轴线导体部件的波导同轴转换器，其特征在于，所述波导同轴转换器具体为权利要求1至9任一项所述的波导同轴转换器。