CN209981656U - 一种大功率射频接头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于加速器物理技术领域，具体涉及一种大功率射频接头，包括射频输入接口和射频输出接口，射频输出接口包括真空侧同轴线接头外导体和真空侧同轴线接头内导体，射频发射侧同轴线接头内导体的下端设有导体连接件，导体连接件的下端连接真空侧同轴线接头内导体；射频发射侧同轴线接头内导体与真空侧同轴线接头内导体之间通过导体连接件连接，形成直接传输，代替现有技术中利用磁耦合环形成的耦合式传输，直接传输中损耗小，传输效率高；通过真空侧同轴线接头内导体与绝缘法兰之间的密封结构，达到高真空的传输环境，提高传输效率，实现大功率的传输效果。
Description
技术领域
本实用新型属于粒子加速器高频技术领域，具体涉及一种大功率射频接头。
背景技术
粒子加速器在加速粒子时，使用高频功率源给粒子加速，在加速腔中，粒子与高频电场发生共振，获得高频电场能量而被加速；高频功率源产生的几十到几百千瓦的信号需要馈入加速器的加速腔中，在进入真空舱时，需要用接头，射频转接头也称射频同轴连接器，接头的主要作用是隔绝真空舱内外环境，保持舱内高真空；接头的特性阻抗与射频同轴电缆一致；尽量低损耗或无损耗的传输射频功率是非常重要的。
如专利号为201120148351.9，公开号为CN 202026520 U，公开日为2011年11月2日，发明名称为：高真空高功率射频耦合器，该装置为耦合式传输方式，此传输方式功率有相应的损耗，传输效率低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种大功率射频接头，解决了现有技术中射频接头多为耦合式传输方式，此传输方式功率有相应损耗，传输效率低的问题。
本实用新型所采用的技术方案是一种大功率射频接头，包括射频输入接口和射频输出接口，射频输入接口包括射频发射侧同轴线接头外导体和射频发射侧同轴线接头内导体；射频输出接口包括真空侧同轴线接头外导体和真空侧同轴线接头内导体，射频发射侧同轴线接头内导体的下端设有导体连接件，导体连接件的下端连接真空侧同轴线接头内导体。
射频发射侧同轴线接头内导体与真空侧同轴线接头内导体之间通过导体连接件连接，形成直接传输，代替现有技术中利用磁耦合环形成的耦合式传输，直接传输中损耗小，传输效率高。
本实用新型的特点还在于：
优选地，射频发射侧同轴线接头内导体内部中空，中空部分包括上下贯通的大径孔和小径孔，所述大径孔和小径孔的连接处设置一变径台阶，所述大径孔连接射频发射侧同轴线缆。
射频发射侧同轴线接头内导体内部设置为贯通的大径孔和小径孔，大径孔与射频发射机输出同轴线缆连接；小径孔与变径台阶可实现导体连接件的连接。
优选地，导体连接件包括连接件头部和连接件杆部，所述连接件头部与所述连接件杆部呈T形设置，所述连接件头部抵接于所述变径台阶，所述连接件杆部贯穿所述小径孔。
导体连接件为T形设置是为了实现与射频发射侧同轴线接头内导体的连接。
优选地，真空侧同轴线接头内导体的上端开设有容纳腔，导体连接件的下端位于所述容纳腔内。
真空侧同轴线接头内导体开设有容纳腔，为了实现真空侧同轴线接头内导体与导体连接件的连接。
优选地，真空侧同轴线接头内导体的下端设有安装孔，所述安装孔连接真空侧同轴线缆。
安装孔实现与真空侧同轴线缆的连接，使真空侧同轴线缆与射频发射侧同轴线缆之间通过真空侧同轴线接头内导体和导体连接件连接，从而实现两线缆之间的直接传输，代替现有技术中利用磁耦合环形成的耦合式传输，直接传输中损耗小，传输效率高。
优选地，射频输入接口与射频输出接口之间设有绝缘法兰，且真空侧同轴线接头内导体贯穿绝缘法兰。
绝缘法兰的设置作用一是给射频输入接口和射频输出接口在结构上提供支撑和连接的作用，作用二是通过绝缘法兰将射频输入接口与射频输出接口的环境隔离，达到一定的密封效果，提高射频输出接口一端的密闭性，提高信号传输效率。
优选地，真空侧同轴线接头内导体与绝缘法兰之间设有密封结构。
密封结构将内外环境进行隔离，更好的提高传输效率。
优选地，真空侧同轴线接头内导体与绝缘法兰接触的外周设有第一密封槽，第一密封槽内部放置有密封圈，在绝缘法兰上设置有与第一密封槽相对应的第二密封槽。
第一密封槽和第二密封槽的设置是为了增加密封圈与其的接触面积，从而提高密封性。
优选地，真空侧同轴线接头内导体上设有密封耳，密封耳设置在绝缘法兰下方。
此密封方式为焊接密封，同样可提高密封性。
优选地，真空侧同轴线接头外导体端面均匀设有多个第一通孔。
第一通孔的设置实现了真空侧同轴线接头外导体与绝缘法兰的连接。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型一种大功率射频接头，射频发射侧同轴线接头内导体与真空侧同轴线接头内导体之间通过导体连接件连接，形成直接传输，代替现有技术中利用磁耦合环形成的耦合式传输，直接传输中损耗小，传输效率高。
2、本实用新型一种大功率射频接头，通过真空侧同轴线接头内导体与绝缘法兰之间设置的密封结构，达到高真空的传输环境，提高传输效率，实现大功率的传输效果。
附图说明
图1为本实用新型一种大功率射频接头的结构爆炸示意图；
图2为本实用新型一种大功率射频接头的剖视结构示意图；
图3为本实用新型一种大功率射频接头的射频发射侧同轴线接头内导体剖视结构示意图；
图4为本实用新型一种大功率射频接头的导体连接件结构示意图；
图5为本实用新型一种大功率射频接头的真空侧同轴线接头内导体结构示意图；
图6为本实用新型一种大功率射频接头的A向结构示意图。
图中：1-射频发射侧同轴线接头外导体，2-射频发射侧同轴线接头内导体，201-大径孔，202-小径孔，203-变径台阶，3-导体连接件， 301-连接件头部，302-连接件杆部，4-绝缘法兰，5-第一密封槽，6- 密封耳，7-真空侧同轴线接头外导体，8-真空侧同轴线接头内导体， 801-容纳腔，9-安装孔，10-密封圈，11-第二密封槽，12-第一通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型为一种大功率射频接头，结构爆炸示意图如图1所示，剖视结构示意图如图2所示，包括射频输入接口和射频输出接口，射频输入接口连接射频发射机同轴线缆接头，射频输出接口连接真空舱同轴线缆接头，射频输入接口包括射频发射侧同轴线接头外导体1 和射频发射侧同轴线接头内导体2；射频输出接口包括真空侧同轴线接头外导体7和真空侧同轴线接头内导体8，射频发射侧同轴线接头内导体2的下端设有导体连接件3，导体连接件3的下端连接真空侧同轴线接头内导体8。射频发射侧同轴线接头内导体与真空侧同轴线接头内导体之间通过导体连接件连接，形成直接传输，代替现有技术中利用磁耦合环形成的耦合式传输，直接传输中损耗小，传输效率高。
射频输入接口与射频输出接口之间设有绝缘法兰4，且真空侧同轴线接头内导体8贯穿绝缘法兰4。绝缘法兰4的材料为陶瓷，可以为氧化铝、氮化硅、碳化硅、或氮化硼等。绝缘法兰的作用之一是：给射频输入接口和射频输出接口在结构上提供支撑和连接的作用；作用二是：通过绝缘法兰将射频输入接口与射频输出接口的环境隔离，达到一定的密封效果，提高射频输出接口一端的密闭性，提高信号传输效率。
真空侧同轴线接头外导体7可以是环状，且内环为矩形，真空侧同轴线接头外导体7与真空侧同轴线接头内导体8之间形成矩形波导，该矩形波导与真空舱端口的线缆波导相连接，真空舱同轴线波导的特性阻抗与射频发射机输出同轴电缆的特性阻抗一致。真空侧同轴线接头外导体7内环的四个棱角为圆角，圆角半径为1～10毫米，圆角半径的限制使得射频输出接口与真空舱的波导连接配合方式为间隙为零的间隙配合。
真空侧同轴线接头外导体7端面均匀设有多个第一通孔12，通过第一通孔12使真空侧同轴线接头外导体7与绝缘法兰4固定，可以是在绝缘法兰4上设置与第一通孔12相对应的螺纹，再使用螺栓贯穿第一通孔12使真空侧同轴线接头外导体7与绝缘法兰4固定。
射频发射侧同轴线接头外导体1底部设有连接部，连接部上均匀设有多个通孔。通孔的设置实现了射频接头整体与真空舱的连接，可以是与真空舱外壁直接接触，使用螺钉贯穿通孔使射频接头整体固定在真空舱外壁。
射频发射侧同轴线接头内导体的剖视结构示意图如图3所示，射频发射侧同轴线接头内导体2内部中空，中空部分包括上下贯通的大径孔201和小径孔202，大径孔201和小径孔202的连接处设置有变径台阶203，大径孔201连接射频发射侧同轴线缆。导体连接件结构示意图如图4所示，导体连接件3包括连接件头部301和连接件杆部 302，连接件头部301与连接件杆部302呈T形设置，连接件头部301 抵接于变径台阶203上，连接件杆部302贯穿小径孔202，实现了导体连接件3与射频发射侧同轴线接头内导体2的配合连接。
导体连接件3的下端与真空侧同轴线接头内导体8相连接，真空侧同轴线接头内导体结构示意图如图5所示，可以是在真空侧同轴线接头内导体8上端设置容纳腔801，用于容纳导体连接件3，连接方式可以是卡接、螺纹连接或者键连接等，用于导体连接件3与真空侧同轴线接头内导体8的连接，导体柱体8优选为圆柱形，圆柱形结构可使密封结构更稳定。
真空侧同轴线接头内导体结构示意图如图5所示，真空侧同轴线接头内导体8的下端开设有安装孔9，安装孔9用于连接真空侧同轴线缆。使射频发射侧同轴线缆与真空侧同轴线缆之间通过导体连接件 3和真空侧同轴线接头内导体8连接，从而实现两线缆之间的直接传输，代替现有技术中利用磁耦合环形成的耦合式传输，直接传输中损耗小，传输效率高。
为了确保真空侧同轴线接头内导体8与射频发射侧同轴线接头内导体2接触紧密，优选真空侧同轴线接头内导体8与射频发射侧同轴线接头内导体2连接的一端凸出绝缘法兰4的上端面。
真空侧同轴线接头内导体8与绝缘法兰4之间设有密封结构，密封结构的作用是隔绝真空舱内外环境，保持真空舱内高真空的环境，低损耗或无损耗的传输射频功率，更好的提高传输效率。
密封结构的A向结构示意图如图6所示，真空侧同轴线接头内导体8与绝缘法兰4接触的外周设有第一密封槽5，第一密封槽5内部放置有密封圈10，在绝缘法兰4上设置有与第一密封槽5相对应的第二密封槽11。密封圈10与第一密封槽5和第二密封槽11接触，第一密封槽5和第二密封槽11的设置增大了密封圈10与真空侧同轴线接头内导体8及绝缘法兰4的接触面积，增加密封性，保证了真空舱内的高真空环境，提高传输效率。
密封结构还可以是在真空侧同轴线接头内导体8上设置密封耳 6，密封耳6设置在绝缘法兰4的下方，与绝缘法兰4进行焊接，通过焊接实现真空侧同轴线接头内导体8与绝缘法兰4之间的高密封性，保证了真空舱内的高真空环境。
密封结构还可以是以上两种密封结构的组合，即真空侧同轴线接头内导体8上即设有第一密封槽5，还设有密封耳6，第一密封槽5 内放置密封圈，安装于绝缘法兰4的第二密封槽11内，密封耳6与绝缘法兰4焊接，更好的增加密封效果。
工作过程：首先安装密封结构，将密封圈10放置在真空侧同轴线接头内导体8的第一密封槽5内，放置后将真空侧同轴线接头内导体8安装于绝缘法兰4内部，且密封圈10卡入绝缘法兰4的第二密封槽11中，或将真空侧同轴线接头内导体8先贯穿绝缘法兰4，且与射频发射侧同轴线接头内导体2接触的一端凸出绝缘法兰4的上端面，再将真空侧同轴线接头内导体8的密封耳6与绝缘法兰4焊接，再或是将密封圈10放置在第一密封槽5内再安装于绝缘法兰4的第二密封槽11中，且将密封耳6与绝缘法兰4焊接。然后通过导体连接件3使射频发射侧同轴线接头内导体2与真空侧同轴线接头内导体 8紧密连接；再使用螺钉贯穿真空侧同轴线接头外导体7上的第一通孔12，使真空侧同轴线接头外导体7与绝缘法兰4连接，射频接头安装完成。
其次将射频接头与真空舱进行连接，真空舱上有O形圈密封沟槽，优选在绝缘法兰4底部相应位置设置O形圈槽，在真空舱的O 形圈密封沟槽内放置相应大小O形密封圈后，O形密封圈一个面与O 形圈密封沟槽底面接触，O形密封圈上部与绝缘法兰4相应的O形圈槽接触，使真空舱保持真空。
再次使用螺栓贯穿射频发射侧同轴线接头外导体1底部的连接部上的多个通孔，与真空舱外壁连接，即安装完成。
最后使射频输入接口与射频发射机输出同轴电缆接通，使射频输出接口通过安装孔9与真空舱线缆接通。
综上，本实用新型一种大功率射频接头，解决了现有技术中射频接头多为耦合式传输方式，此传输方式功率有相应损耗，传输效率低的问题；射频发射侧同轴线接头内导体与真空侧同轴线接头内导体之间通过导体连接件连接，形成直接传输，代替现有技术中利用磁耦合环形成的耦合式传输，直接传输中损耗小，传输效率高。通过真空侧同轴线接头内导体与绝缘法兰之间的密封结构，达到高真空的传输环境，提高传输效率，实现大功率的传输效果。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大功率射频接头，包括射频输入接口和射频输出接口，所述射频输入接口连接射频发射机同轴线缆接头，所述射频输出接口连接真空舱同轴线缆接头，所述射频输入接口包括射频发射侧同轴线接头外导体(1)和射频发射侧同轴线接头内导体(2)；所述射频输出接口包括真空侧同轴线接头外导体(7)和真空侧同轴线接头内导体(8)，其特征在于：射频发射侧同轴线接头内导体(2)的下端设有导体连接件(3)，所述导体连接件(3)的下端连接真空侧同轴线接头内导体(8)。
2.根据权利要求1所述的大功率射频接头，其特征在于：所述射频发射侧同轴线接头内导体(2)内部中空，中空部分包括上下贯通的大径孔(201)和小径孔(202)，所述大径孔(201)和小径孔(202)的连接处设有变径台阶(203)，所述大径孔(201)连接射频发射侧同轴线缆。
3.根据权利要求2所述的大功率射频接头，其特征在于：所述导体连接件(3)包括连接件头部(301)和连接件杆部(302)，所述连接件头部(301)与所述连接件杆部(302)呈T形设置，所述连接件头部(301)抵接于所述变径台阶(203)，所述连接件杆部(302)贯穿所述小径孔(202)。
4.根据权利要求1所述的大功率射频接头，其特征在于：所述真空侧同轴线接头内导体(8)的上端开设有容纳腔(801)，所述导体连接件(3)的下端位于所述容纳腔(801)内。
5.根据权利要求1所述的大功率射频接头，其特征在于：所述真空侧同轴线接头内导体(8)的下端设有安装孔(9)，所述安装孔(9)连接真空侧同轴线缆。
6.根据权利要求1所述的大功率射频接头，其特征在于：所述射频输入接口与射频输出接口之间设有绝缘法兰(4)，且真空侧同轴线接头内导体(8)贯穿绝缘法兰(4)。
7.根据权利要求6所述的大功率射频接头，其特征在于：所述真空侧同轴线接头内导体(8)与绝缘法兰(4)之间设有密封结构。
8.根据权利要求7所述的大功率射频接头，其特征在于：所述真空侧同轴线接头内导体(8)与绝缘法兰(4)接触的外周设有第一密封槽(5)，所述第一密封槽(5)内部放置有密封圈(10)，在绝缘法兰(4)上设置有与第一密封槽(5)相对应的第二密封槽(11)。
9.根据权利要求7或8所述的大功率射频接头，其特征在于：所述真空侧同轴线接头内导体(8)上设有密封耳(6)，所述密封耳(6)设置在绝缘法兰(4)下方。
10.根据权利要求1所述的大功率射频接头，其特征在于：所述真空侧同轴线接头外导体(7)端面均匀设有多个第一通孔(12)。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111584152A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-25 | 福建师范大学 | 一种MgB2超导电缆及其制作方法和接头结构 |
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2019
- 2019-05-30 CN CN201920799186.XU patent/CN209981656U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN111584152B (zh) * | 2020-05-26 | 2021-11-12 | 福建师范大学 | 一种MgB2超导电缆及其制作方法和接头结构 |
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