CN218827764U - 一种螺旋谐振器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种螺旋谐振器，包括：谐振腔主体，谐振腔主体内部为圆柱状的中空结构；螺旋线圈，设于谐振腔主体内，螺旋线圈包括至少一个螺旋线；天线盖板，盖设于谐振腔主体的一端；天线线圈，固定于天线盖板，并位于谐振腔主体内，且与螺旋线圈同轴相对设置；和可调谐电芯，包括调节装置和磁芯，磁芯安装于天线盖板，且部分位于谐振腔主体内；天线线圈套设于磁芯外侧并与磁芯同轴设置；磁芯插装于天线盖板并与天线盖板活动连接；调节装置与磁芯相连，设置成驱动磁芯相对天线盖板沿天线线圈的轴向运动，以调节磁芯位于谐振腔主体内的长度。本方案通过增加可调谐电芯，可以实现阻抗匹配的精细调谐。

Description

一种螺旋谐振器

技术领域

本文涉及但不限于谐振器技术领域，尤指一种螺旋谐振器。

背景技术

离子量子计算将信息编码于带电离子的电子内态，通过激光或者微波等方式实现相干量子操作完成相应的量子算法。而离子量子计算依赖于离子阱装置产生电磁场，在空间中形成束缚带电离子的势场，使得带电离子能够被稳定囚禁在无源真空中。

用于量子计算的离子阱结构多采用线性保罗阱，即通过直流电压形成轴向(z轴)静态势阱，并通过射频电压在径向(x和y轴)形成射频势阱，该射频势阱由于频率较高(1～100MHz左右)可以等效于在径向形成束缚的赝势，进而实现离子在三维空间的束缚。附图1是线性保罗阱的电学连接示意图，直流电压通过直流信号源及滤波电路(图中未显示)施加到离子阱的直流电极；而射频信号需要经过射频放大器。由于离子阱射频电极不是常规传输线50欧姆的负载，直接施加一个射频电压到射频电极，大部分功率都会被反射回放大器，实际电极上的电压仍然很低无法达到束缚离子的要求，因此需要螺旋谐振腔等装置实现射频放大器与离子阱装置之间的阻抗匹配,且可以在射频电极上再次放大射频电压信号。施加到射频电极上的电压V∝√PQ，其中P是经过放大器输出的射频功率，Q是螺旋谐振腔的品质因数，Q越高则对应着对电压的放大倍数越高。

附图2是传统的螺旋谐振器的外观示意图，完整的螺旋谐振器是利用铜材质的圆形管作为谐振腔主体1’，对外有多个射频接口供给电学信号的输入与输出，此外还有1根或者2根铜线(即螺旋线圈2’)连接离子阱电极。附图3是传统螺旋谐振器的剖面示意图，铜制管内含有铜螺旋线，并通过绝缘的PVC板固定放置于铜管内部，绕制天线(即天线线圈4’)提供射频信号的输入。为了实现离子阱电极与射频放大器的阻抗匹配，需要调节天线螺距以及天线盖子3’以改变天线在铜管内的位置，调节完成后可以通过螺丝等手段固定天线盖子3’。然而在传统的设计中，天线盖子3’的移动主要通过人工手调的方式，无法实现精细的调谐，并且结构的不稳定使得调谐困难。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种螺旋谐振器，通过增加可调谐电芯，可以实现阻抗匹配的精细调谐。

为此，本申请实施例提供了一种螺旋谐振器，包括：谐振腔主体，所述谐振腔主体内部为圆柱状的中空结构；螺旋线圈，设于所述谐振腔主体内，所述螺旋线圈包括至少一个螺旋线；天线盖板，盖设于所述谐振腔主体的一端；天线线圈，固定于所述天线盖板，并位于所述谐振腔主体内，且与所述螺旋线圈同轴相对设置；和可调谐电芯，包括调节装置和磁芯，所述磁芯安装于所述天线盖板，且部分位于所述谐振腔主体内；所述天线线圈套设于所述磁芯外侧并与所述磁芯同轴设置；所述磁芯插装于所述天线盖板并与所述天线盖板活动连接；所述调节装置与所述磁芯相连，设置成驱动所述磁芯相对所述天线盖板沿所述天线线圈的轴向运动，以调节所述磁芯位于所述谐振腔主体内的长度。

相较于传统设计，本方案增加了可调谐电芯。可调谐电芯的磁芯的一部分位于谐振腔主体内，并位于天线线圈内部。因此，磁芯位于谐振腔主体内的部分与天线线圈构成一个电感系统。天线线圈内磁芯长度的改变可以导致该电感系统的电感值改变，进而改变该电感系统与螺旋线圈之间的互感值，从而可以实现该电感系统与螺旋线圈和负载(离子阱的射频电极)组成的负载系统之间的阻抗匹配，也即实现射频放大器与离子阱电极间的阻抗匹配。这样，通过调节装置来调节磁芯位于谐振腔主体内的长度，即可调节插入天线线圈内部的磁芯的长度，即：实现螺旋谐振器的精细调谐，进而实现阻抗匹配的精细调节。

在一种示例性的实施例中，所述调节装置至少部分位于所述谐振腔主体外。

在一种示例性的实施例中，所述调节装置包括：螺纹调节件，所述螺纹调节件与所述天线盖板螺纹连接，并与所述磁芯固定连接，所述螺纹调节件设置成相对所述天线盖板转动，以驱动所述磁芯相对所述天线盖板沿所述天线线圈的轴向运动。

在一种示例性的实施例中，所述调节装置包括测微头，所述测微头包括调节结构和测微螺杆，所述测微螺杆与所述磁芯固定连接；所述调节结构与所述测微螺杆相连，设置成驱动所述测微螺杆沿所述天线线圈的轴向运动，以驱动所述磁芯相对所述天线盖板沿所述天线线圈的轴向运动。

在一种示例性的实施例中，所述测微螺杆的一端位于所述谐振腔主体内并与所述磁芯固定连接，所述调节结构位于所述谐振腔主体外并与所述测微螺杆相连。

在一种示例性的实施例中，所述调节装置包括压电陶瓷，所述压电陶瓷的一端固定于所述天线盖板，所述压电陶瓷的另一端与所述磁芯固定连接，所述压电陶瓷设置成改变电压以改变所述压电陶瓷的长度，进而驱动所述磁芯相对所述天线盖板沿所述天线线圈的轴向运动。

在一种示例性的实施例中，所述谐振腔主体的外侧壁包括第一侧壁，所述第一侧壁设有射频接头，所述第一侧壁设置为平面状；和/或，所述谐振腔主体的外侧壁包括第二侧壁，所述第二侧壁设置为平面状，所述第二侧壁设置成与底座固定连接以将所述螺旋谐振器固定于所述底座。

在一种示例性的实施例中，所述谐振腔主体的外壁呈长方体状。

在一种示例性的实施例中，所述螺旋谐振器还包括：端盖，盖设于所述谐振腔主体远离所述天线盖板的一端，所述螺旋线圈的输出端穿过所述端盖伸出至真空电馈通以与离子阱射频电极相连；和电馈通屏蔽罩，与所述端盖相连，设置成罩设于所述真空电馈通。

在一种示例性的实施例中，所述螺旋谐振器还包括：第一绝缘支架，设于所述谐振腔主体内，设置成固定所述螺旋线圈的主体部分。

在一种示例性的实施例中，所述第一绝缘支架包括：多个沿所述螺旋线圈的周向间隔设置的子支架，所述子支架设有与所述螺旋线圈对应设置的螺旋槽，所述螺旋线圈局部嵌入所述螺旋槽内。

在一种示例性的实施例中，所述螺旋谐振器还包括：第二绝缘支架，设于所述谐振腔主体内，设置成固定所述螺旋线圈的输出接头；和/或，第三绝缘支架，设于所述谐振腔主体内，并与所述天线盖板固定连接，所述天线线圈套设于所述第三绝缘支架。

在一种示例性的实施例中，所述天线盖板与所述谐振腔主体可拆卸连接。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为离子阱电学连接示意图；

图2为传统螺旋谐振器的外观结构示意图；

图3为传统螺旋谐振器的剖面结构示意图；

图4为本申请实施例提供的螺旋谐振器的外观结构示意图；

图5为图4所示螺旋谐振器的剖面结构示意图。

其中，图2和图3中的附图说明如下：

1’谐振腔主体，2’螺旋线圈；3’天线盖子，4’天线线圈；

图4和图5中的附图说明如下：

1谐振腔主体，11射频输入接头，12射频输出接头；2螺旋线圈；3天线盖板，31天线接头；4天线线圈；5可调谐电芯，51磁芯，52调节装置；6端盖；7电馈通屏蔽罩；91第一绝缘支架，92第二绝缘支架，93第三绝缘支架。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图4和图5所示，本申请实施例提供了一种螺旋谐振器，包括：谐振腔主体1、螺旋线圈2、天线盖板3、天线线圈4和可调谐电芯5。

其中，谐振腔主体1内部为圆柱状的中空结构。

螺旋线圈2设于谐振腔主体1内，螺旋线圈2包括至少一个螺旋线。

天线盖板3盖设于谐振腔主体1的一端。

天线线圈4固定于天线盖板3，并位于谐振腔主体1内，且与螺旋线圈2同轴相对设置。

可调谐电芯5包括调节装置52和磁芯51。磁芯51安装于天线盖板3，且部分位于谐振腔主体1内。天线线圈4套设于磁芯51外侧并与磁芯51同轴设置。磁芯51插装于天线盖板3并与天线盖板3活动连接。调节装置52与磁芯51相连，设置成驱动磁芯51相对天线盖板3沿天线线圈4的轴向运动，以调节磁芯51位于谐振腔主体1内的长度。

需要说明的是，本申请实施例中，虽然磁芯51与天线线圈4同轴，天线线圈4与螺旋线圈2同轴，但是在具体实施过程中，可以允许它们的轴线有一定的误差，相互之间可以有所偏离。

本申请实施例提供的螺旋谐振器，包括谐振腔主体1、螺旋线圈2、天线盖板3、天线线圈4和可调谐电芯5。谐振腔主体1构成螺旋谐振器外壳的主体部分，谐振腔主体1内部的中空结构呈圆柱状，形成螺旋谐振腔。谐振腔主体1的材质为良导体，如铜、金、银或者铜镀银、铜镀金等材质。天线盖板3与谐振腔主体1的一端相连，并封盖谐振腔主体1的该端，因而天线盖板3也构成螺旋谐振器外壳的一部分。

螺旋线圈2和天线线圈4均位于谐振腔主体1内，都呈螺旋状，通过互感的方式传递能量。天线盖板3的外侧板面通常设有天线接头31。天线线圈4固定在天线盖板3上，并与天线接头31电连接(如焊接固定)，实现天线线圈4的信号输入。

螺旋线圈2可以包括一个或多个螺旋线(如两个螺旋线)。当螺旋线的数量为多个时，多个螺旋线形成多螺旋结构。比如两个螺旋线形成双螺旋结构。

相较于传统设计，本方案增加了可调谐电芯5。可调谐电芯5的磁芯51的一部分位于谐振腔主体1内，并位于天线线圈4内部。因此，磁芯51位于谐振腔主体1内的部分与天线线圈4构成一个电感系统。天线线圈4内磁芯51长度的改变可以导致该电感系统的电感值改变，进而导致该电感系统与螺旋线圈2之间的互感值改变，从而可以实现该电感系统螺旋线圈2与负载(离子阱的射频电极)组成的负载系统之间的阻抗匹配，也即实现射频放大器与离子阱电极之间的阻抗匹配。这样，通过调节装置52来调节磁芯51位于谐振腔主体1内的长度，即可调节插入天线线圈4内部的磁芯51的长度，即：实现螺旋谐振器的精细调谐，进而实现阻抗匹配的精细调节。

或者，也可以将天线线圈4称为第一线圈，将螺旋线圈2称为第二线圈，第一线圈和第二线圈都呈螺旋状。第一线圈用于输入天线信号，第二线圈用于连接负载(离子阱的射频电极)。

在一种示例性的实施例中，调节装置52至少部分位于谐振腔主体1外。

这样，无需打开天线盖板3，即可通过调节装置52来调节磁芯51插入天线线圈4内部的长度，进而实现螺旋谐振器的精细调谐。

可以是，调节装置52部分位于谐振腔主体1内，部分位于谐振腔主体1外。调节装置52位于谐振腔主体1内的部分也插入天线线圈4内部，并与磁芯51插入天线线圈4内部的部分固定连接。调节装置52位于谐振腔主体1外的部分负责实现调节功能，通过驱动调节装置52位于谐振腔主体1内的部分沿着天线线圈4的轴向运动，驱动调节装置52位于谐振腔主体1内的部分带动磁芯51沿着天线线圈4的轴向运动，进而实现插入谐振腔主体1内的磁芯51的长度调节。

也可以是，调节装置52全部位于谐振腔主体1外。调节装置52与磁芯51位于谐振腔主体1外的部分固定连接，通过驱动磁芯51位于谐振腔主体1外的部分沿着天线线圈4的轴向运动，进而实现插入谐振腔主体1内的磁芯51的长度调节。

当然，调节装置52也可以全部位于谐振腔主体1内，只要能够实现插入谐振腔主体1内的磁芯51的长度调节，进而实现阻抗匹配的精细调节即可。

在一种示例性的实施例中，调节装置52包括：螺纹调节件。螺纹调节件与天线盖板3螺纹连接，并与磁芯51固定连接。螺纹调节件设置成相对天线盖板3转动，以驱动磁芯51相对天线盖板3沿天线线圈4的轴向运动。

螺纹调节件可以是螺钉、螺栓等部件。螺纹调节件与磁芯51可以通过焊接等方式实现固定连接。精细调谐时，通过转动螺纹调节件，即可使螺纹调节件相对盖板沿着天线线圈4的轴向移动，进而驱动磁芯51沿着天线线圈4的轴向运动，实现阻抗匹配的精细调节。

螺纹调节件的螺纹间距可以设计得小一些。比如，螺纹调节件采用细牙螺丝。这样，螺纹调节件转动一圈带来的轴向位移相对较小，有利于电感系统电感值调节的精细化，进而有利于阻抗匹配调节的精细化。

在一种示例性的实施例中，调节装置52包括测微头，测微头包括调节结构和测微螺杆，测微螺杆与磁芯51固定连接；调节结构与测微螺杆相连，设置成驱动测微螺杆沿天线线圈4的轴向运动，以驱动磁芯51相对天线盖板3沿天线线圈4的轴向运动。

其中，测微螺杆的一端位于谐振腔主体1内并与磁芯51固定连接，调节结构位于谐振腔主体1外并与测微螺杆相连。

测微螺杆可以与磁芯51通过焊接等方式实现固定连接，测微螺杆可以与天线盖板3螺纹连接。调节结构可以包括可转动的调节块等结构，如直径相对较大的旋转盘。

测微头可以利用螺旋副原理或利用线位移传感器技术对测微螺杆的轴向移动距离进行读数，也有利于电感系统电感值调节的精细化，进而有利于阻抗匹配调节的精细化。

在一种示例性的实施例中，调节装置52包括压电陶瓷，压电陶瓷的一端固定于天线盖板3，压电陶瓷的另一端与磁芯51固定连接，压电陶瓷设置成改变电压以改变压电陶瓷的长度，进而驱动磁芯51相对天线盖板3沿天线线圈4的轴向运动。

压电陶瓷的长度可以随施加的电压而改变。因此，通过改变施加给压电陶瓷的电压，即可改变压电陶瓷沿天线线圈4轴向的长度，进而驱动磁芯51沿着天线线圈4的轴向运动，实现阻抗匹配的精细调节。而压电陶瓷电压的改变可以实现精细化调节，因而也有利于电感系统电感值调节的精细化，进而有利于阻抗匹配调节的精细化。

压电陶瓷可以通过粘接等方式与磁芯51及天线盖板3固定连接。

其中，压电陶瓷可以全部位于谐振腔主体1外，则压电陶瓷靠近天线线圈4的一端与天线盖板3固定连接，压电陶瓷远离天线线圈4的一端与磁芯51位于谐振腔主体1外的部分固定连接。压电陶瓷也可以全部位于谐振腔主体1内，则压电陶瓷远离螺旋线圈2的一端与天线盖板3固定连接，压电陶瓷靠近螺旋线圈2的一端与磁芯51位于谐振腔主体1内的部分固定连接。

当然，压电陶瓷可以部分位于谐振腔主体1外，部分位于谐振腔主体1内。

在一种示例性的实施例中，谐振腔主体1的外侧壁包括第一侧壁，第一侧壁设有射频接头，第一侧壁设置为平面状。

传统设计中，谐振腔主体1’外形为圆柱状结构，使得射频接头只能采用螺丝固定的方式，存在螺丝松动、电学接触不良等情况。

而本方案中，设置射频接头的第一侧壁则采用平面状结构，因而可以通过焊接等方式实现固定，有利于避免出现射频接头松动、电接触不良等情况。

其中，第一侧壁可以是螺旋谐振器的外侧壁的顶壁。射频接头的数量可以为多个，如包括射频输入接头11和射频输出接头12。射频输入接头11与螺旋线圈2的输入端电连接，如焊接固定。

在一种示例性的实施例中，谐振腔主体1的外侧壁包括第二侧壁，第二侧壁设置为平面状。第二侧壁设置成与底座固定连接以将螺旋谐振器固定于底座。

传统设计中，谐振腔主体1’外形为圆柱状结构，一般通过夹具的方式固定谐振腔主体1’，导致谐振腔主体1’容易发生形变。

而本方案则将谐振腔主体1的第二侧壁设置为平面状，便于设置螺纹孔等结构，进而可以方便地将谐振腔主体1固定在底座上，而无需采用夹具来固定谐振腔主体1，因而可以避免谐振腔主体1发生形变。

第二侧壁可以是螺旋谐振器的外侧壁的底壁。

在一种示例性的实施例中，谐振腔主体1的外壁呈长方体状，如图4所示。

换言之，谐振腔主体1外部整体呈长方体状，便于设置射频接头等结构，也便于谐振腔主体1的固定，还便于增设半导体制冷片等温控设备。谐振腔主体1内部呈圆柱状，实现螺旋谐振腔的功能。

在一种示例性的实施例中，螺旋谐振器还包括：端盖6和电馈通屏蔽罩7，如图4和图5所示。其中，端盖6盖设于谐振腔主体1远离天线盖板3的一端。螺旋线圈2的输出端穿过端盖6伸出至真空电馈通以与离子阱射频电极相连。电馈通屏蔽罩7与端盖6相连，设置成罩设于真空电馈通。

端盖6也构成螺旋谐振器的外壳的一部分。电馈通屏蔽罩7与真空电馈通的尺寸匹配，可以包裹住电馈通连接处，减少电磁辐射导致的能量衰减。

在一种示例性的实施例中，如图5所示，螺旋谐振器还包括：第一绝缘支架91，设于谐振腔主体1内，设置成固定螺旋线圈2的主体部分。

螺旋线圈2可以包括输入接头、主体部分和输出接头。主体部分呈螺旋状，输入接头和输出接头可以呈直线状。输入接头与射频输入接头11电连接，输出接头穿过端盖6伸出至真空电馈通与离子阱的射频电极电连接。

第一绝缘支架91可以对螺旋线圈2的主体部分起到固定作用，可以有效减少振动带来的螺旋线圈2晃动问题，使得螺旋谐振腔的稳定性更好。

在一种示例性的实施例中，第一绝缘支架91包括：多个沿螺旋线圈2的周向间隔设置的子支架，如图5所示。子支架设有与螺旋线圈2对应设置的螺旋槽，螺旋线圈2局部嵌入螺旋槽内。

这样，多个子支架可以对螺旋线圈2的主体部分起到较好的固定作用，固定可靠性好，并且可以限定螺旋线圈2的螺距。

在一种示例性的实施例中，螺旋谐振器还包括：第二绝缘支架92，如图5所示，设于谐振腔主体1内，设置成固定螺旋线圈2的输出接头。

这样，第二绝缘支架92可以对螺旋线圈2的输出端起到较好的固定作用。第二绝缘支架92可以固定于端盖6。

在一种示例性的实施例中，螺旋谐振器还包括：第三绝缘支架93，如图5所示，设于谐振腔主体1内，并与天线盖板3固定连接，天线线圈4套设于第三绝缘支架93。

第三绝缘支架93可以对天线线圈4起到固定作用，可以有效减少振动带来的天线线圈4晃动问题，使得螺旋谐振腔的稳定性更好。

第三绝缘支架93可以为圆筒状。

在一种示例性的实施例中，天线盖板3与谐振腔主体1可拆卸连接。

这样，天线线圈4可以与谐振腔主体1分离，方便拆卸，并进行天线线圈4螺距的调节。具体调谐时，可以打开天线盖板3，通过天线线圈4的螺距调节，粗调至阻抗匹配附近。然后通过精细调节磁芯51的位置，使螺旋线圈2与天线线圈4之间的互感发生变化从而实现阻抗匹配。如此，面对温度变化等因素导致的阻抗失配，可以无需调节天线线圈4仅调节磁芯51就能重新实现阻抗匹配。

天线盖板3的尺寸可以大于谐振腔主体1的端部，便于天线盖板3的拆卸。

下面结合附图介绍一个实施例及工作原理。

螺旋谐振器包括铜材质的谐振腔主体1、螺旋线圈2(包括1个或者2个螺旋线)、天线线圈4(包括一个绕制天线)、若干绝缘支架、若干射频接头。螺旋谐振器通过真空电馈通连接至真空室中的离子阱射频电极。螺旋谐振器与离子阱形成阻抗匹配网络，等效于50欧姆负载，使得放大器输出的能量都能传输至螺旋谐振腔以及离子阱射频电极。射频信号通过放大器后经天线线圈4输入，天线线圈4与螺旋线圈2之间通过互感的方式传输能量，经过螺旋谐振器后射频电极上的射频电压再次被放大，从而达到数百至数千伏特电压(幅值)，进而可以获得囚禁离子的电势场。

并且，本方案增加的可调谐电芯5，通过调节天线内部磁芯51的长度，实现阻抗匹配的精确调节。谐振腔主体1采用长方体的外部结构，外部为长方体，内部为圆柱体。

图4是本实施例的螺旋谐振器的外观示意图，谐振腔主体1为空心长方形铜块，其空心部分为圆柱形结构，其长方体外壳可以提供稳定的平面固定结构，射频接头通过平面连接至主体，底部可以钻打螺纹用于固定于底座，无需通过夹具的方式。

磁芯51与天线线圈4同轴设置，无需打开天线盖板3即可调节磁芯51位置。磁芯51位置可通过螺丝、测微头或者压电陶瓷调节。例如调节装置52可以是固定在天线盖板3上的测微头，测微头金属杆(即测微螺杆)一端置于天线线圈4内部，测微头调节结构一端置于谐振腔主体1外侧。通过调节测微头的调节结构，可以调节测微头金属杆在天线线圈4内部的深度，从而实现阻抗匹配的精细调节。

附图5是本实施例的螺旋谐振器的剖面示意图。螺旋线圈2通过第一绝缘支架91限定螺距并放置于谐振腔主体1内，一端与谐振腔主体1上的射频接头焊接提供电学输入，另一端为裸露铜线，通过第二绝缘支架92固定于谐振腔主体1上，用于连接真空电馈通，并额外设置一个匹配电馈通尺寸的电馈通屏蔽罩7，可以包裹住电馈通连接处减少电磁辐射导致的能量衰减。天线线圈4为漆包线绕制，通过第三绝缘支架93固定于螺旋线圈2输入端所在的一侧，并固定于天线盖板3。天线盖板3与谐振腔主体1可拆连接，因此天线线圈4可以通过天线盖板3与谐振腔主体1分离，方便拆卸以及调节天线线圈4的螺距。磁芯51安装于天线盖板3，与天线线圈4同轴设置，可采用细牙螺丝或者测微头来调节磁芯51的位置，无需打开天线盖板3即可精细调节。

因此，该实施例具有以下有益效果：机械结构上采用了更多合理的支架，可以有效减少振动带来的天线线圈4、螺旋线圈2晃动的问题，使得螺旋谐振腔稳定性更好；长方体外壳提供更方便的固定结构，而且便于增设半导体制冷片等温控设备；天线线圈4的螺距可以打开天线盖板3粗调至阻抗匹配附近，然后通过精细调节天线线圈4内磁芯51的位置，使得螺旋线圈2与天线线圈4之间的互感也会发生变化，从而实现阻抗匹配，面对温度变化等因素导致的阻抗失配，可以无需调节天线线圈4的螺距，仅调节可调节电芯5就能重新实现阻抗匹配。

在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”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结构具有特定的方位、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。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (13)

1.一种螺旋谐振器，其特征在于，包括：

谐振腔主体，所述谐振腔主体内部为圆柱状的中空结构；

螺旋线圈，设于所述谐振腔主体内，所述螺旋线圈包括至少一个螺旋线；

天线盖板，盖设于所述谐振腔主体的一端；

天线线圈，固定于所述天线盖板，并位于所述谐振腔主体内，且与所述螺旋线圈同轴相对设置；和

可调谐电芯，包括调节装置和磁芯，所述磁芯安装于所述天线盖板，且部分位于所述谐振腔主体内；所述天线线圈套设于所述磁芯外侧并与所述磁芯同轴设置；所述磁芯插装于所述天线盖板并与所述天线盖板活动连接；所述调节装置与所述磁芯相连，设置成驱动所述磁芯相对所述天线盖板沿所述天线线圈的轴向运动，以调节所述磁芯位于所述谐振腔主体内的长度。

2.根据权利要求1所述的螺旋谐振器，其特征在于，

所述调节装置至少部分位于所述谐振腔主体外。

3.根据权利要求2所述的螺旋谐振器，其特征在于，所述调节装置包括：

螺纹调节件，所述螺纹调节件与所述天线盖板螺纹连接，并与所述磁芯固定连接，所述螺纹调节件设置成相对所述天线盖板转动，以驱动所述磁芯相对所述天线盖板沿所述天线线圈的轴向运动。

4.根据权利要求2所述的螺旋谐振器，其特征在于，所述调节装置包括测微头，所述测微头包括调节结构和测微螺杆，所述测微螺杆与所述磁芯固定连接；所述调节结构与所述测微螺杆相连，设置成驱动所述测微螺杆沿所述天线线圈的轴向运动，以驱动所述磁芯相对所述天线盖板沿所述天线线圈的轴向运动。

5.根据权利要求4所述的螺旋谐振器，其特征在于，所述测微螺杆的一端位于所述谐振腔主体内并与所述磁芯固定连接，所述调节结构位于所述谐振腔主体外并与所述测微螺杆相连。

6.根据权利要求1所述的螺旋谐振器，其特征在于，所述调节装置包括压电陶瓷，所述压电陶瓷的一端固定于所述天线盖板，所述压电陶瓷的另一端与所述磁芯固定连接，所述压电陶瓷设置成改变电压以改变所述压电陶瓷的长度，进而驱动所述磁芯相对所述天线盖板沿所述天线线圈的轴向运动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的螺旋谐振器，其特征在于，

所述谐振腔主体的外侧壁包括第一侧壁，所述第一侧壁设有射频接头，所述第一侧壁设置为平面状；和/或

所述谐振腔主体的外侧壁包括第二侧壁，所述第二侧壁设置为平面状，所述第二侧壁设置成与底座固定连接以将所述螺旋谐振器固定于所述底座。

8.根据权利要求7所述的螺旋谐振器，其特征在于，

所述谐振腔主体的外壁呈长方体状。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的螺旋谐振器，其特征在于，还包括：

端盖，盖设于所述谐振腔主体远离所述天线盖板的一端，所述螺旋线圈的输出端穿过所述端盖伸出至真空电馈通以与离子阱射频电极相连；和

电馈通屏蔽罩，与所述端盖相连，设置成罩设于所述真空电馈通。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的螺旋谐振器，其特征在于，还包括：

第一绝缘支架，设于所述谐振腔主体内，设置成固定所述螺旋线圈的主体部分。

11.根据权利要求10所述的螺旋谐振器，其特征在于，所述第一绝缘支架包括：

多个沿所述螺旋线圈的周向间隔设置的子支架，所述子支架设有与所述螺旋线圈对应设置的螺旋槽，所述螺旋线圈局部嵌入所述螺旋槽内。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的螺旋谐振器，其特征在于，还包括：

第二绝缘支架，设于所述谐振腔主体内，设置成固定所述螺旋线圈的输出接头；和/或

第三绝缘支架，设于所述谐振腔主体内，并与所述天线盖板固定连接，所述天线线圈套设于所述第三绝缘支架。

13.根据权利要求1至6中任一项所述的螺旋谐振器，其特征在于，所述天线盖板与所述谐振腔主体可拆卸连接。

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