一種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗的制作方法
【專利摘要】該發(fā)明公開了一種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗，涉及一種微波、毫米波電真空器件的輸出窗結(jié)構(gòu)，特別是一種回旋行波管的寬帶高平均功率輸出窗結(jié)構(gòu)。通過將【背景技術(shù)】中的單層或雙層窗片替換為3層窗片，將3層窗片間隔設(shè)置于窗片安裝環(huán)上，窗片安裝環(huán)上設(shè)置有與相鄰窗片間的空腔連接的通氣孔，通過該通氣孔對窗片進(jìn)行冷卻，從而有效地擴(kuò)展輸出窗的工作帶寬，同時有效地提高輸出窗的功率容量的效果。
【專利說明】-種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗 所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種微波、毫米波電真空器件的輸出窗結(jié)構(gòu)，特別是一種回旋行波管 的寬帶高平均功率輸出窗結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 輸出窗是微波、毫米波電真空器件的關(guān)鍵部件之一，其主要功能是將微波毫米波 電真空器件內(nèi)的真空環(huán)境與大氣隔開，保障電真空器件內(nèi)的高真空度；同時輸出微波毫米 波電真空器件產(chǎn)生的高功率微波、毫米波。
[0003] 輸出窗設(shè)計的好壞直接關(guān)系到電真空器件的輸出性能乃至整管研制的成敗。輸出 窗設(shè)計的難點主要包括兩個方面，一方面是輸出帶寬的問題，另一方面功率容量的問題。
[0004] 回旋行波管是一種重要的微波、毫米波電真空器件，W其寬帶高功率的特點在新 一代高功率毫米波雷達(dá)、通訊、深空探測等方面有著巨大的應(yīng)用前景，因而在國際上倍受重 視。隨著回旋行波管研究工作的不到深入，回旋行波管的性能也在不斷提高，工作帶寬不斷 擴(kuò)展，輸出功率（包括脈沖功率和平均功率）不斷提高，進(jìn)而對其關(guān)鍵部件之一的輸出窗的 研制提出了更高的要求。傳統(tǒng)的單窗片結(jié)構(gòu)輸出窗，在一些回旋行波管上也有應(yīng)用，但其工 作帶寬較窄，該大大限制了回旋行波管的工作帶寬。為了擴(kuò)展輸出窗的工作帶寬，也有一種 雙窗片結(jié)構(gòu)的輸出窗出現(xiàn)，但該類結(jié)構(gòu)輸出窗的相對工作帶寬也只有10%左右，對于研制 相對工作帶寬大于10%的回旋行波管來說，雙窗片結(jié)構(gòu)輸出窗已不能滿足需求。此外，W上 提及的兩種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)輸出窗都采用窗片邊沿冷卻的方式進(jìn)行輸出窗冷卻，由于一般的輸出 窗片，如；藍(lán)寶石窗片、氧化侶陶瓷窗片等導(dǎo)熱性能較差，當(dāng)此類輸出窗在傳輸高平均功率 電磁波時，窗片中屯、處得不到有效冷卻，造成輸出窗片的中屯、到邊沿的溫差較大，進(jìn)而降低 了輸出窗的功率容量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對【背景技術(shù)】的不足所要解決的技術(shù)問題是提出一種針對電真空器件的 新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗，達(dá)到有效地擴(kuò)展輸出窗的工作帶寬，同時有效地提 高輸出窗的功率容量的目的。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗，通過將【背景技術(shù)】 中的單層或雙層窗片替換為3層窗片，將3層窗片間隔設(shè)置于窗片安裝環(huán)上，窗片安裝環(huán)上 設(shè)置有與相鄰窗片間的空腔連接的通氣孔，通過該通氣孔對窗片進(jìn)行冷卻，從而實現(xiàn)發(fā)明 目的。因而本發(fā)明一種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗包括；輸入波導(dǎo)、窗片模塊、輸 出波導(dǎo)，窗片模塊設(shè)置于輸入波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)之間，并保持密封連接；輸入波導(dǎo)的另一端設(shè) 置有輸入連接法蘭，輸入連接法蘭上設(shè)有銀銅連接法蘭；輸出波導(dǎo)的另一端設(shè)置有輸出連 接法蘭，輸出連接法蘭上開設(shè)有螺釘孔；所述窗片模塊包括；=層窗片、窗片安裝環(huán)，風(fēng)管 安裝環(huán)、進(jìn)風(fēng)管、排風(fēng)管；S層窗片間隔設(shè)置于窗片安裝環(huán)內(nèi)，窗片安裝環(huán)上開設(shè)有與相鄰 窗片間的空腔連通的進(jìn)氣孔和出氣孔；窗片安裝環(huán)固定于風(fēng)管安裝環(huán)內(nèi)，風(fēng)管安裝環(huán)上設(shè) 置有進(jìn)風(fēng)管，該進(jìn)風(fēng)管與窗片安裝環(huán)上的進(jìn)氣孔連通，同時風(fēng)管安裝環(huán)上設(shè)置有排風(fēng)管，該 排風(fēng)管與窗片安裝環(huán)上的出氣孔連通；
[0007] 所述窗片安裝環(huán)與外層的風(fēng)管安裝環(huán)之間開設(shè)有密閉的環(huán)形空腔，通過兩片隔板 將該空腔分為兩個腔體，一個為進(jìn)氣腔另一個為出氣腔；窗片安裝環(huán)上開設(shè)有多個連通進(jìn) 氣腔與相鄰窗片間空腔的進(jìn)氣孔，同時窗片安裝環(huán)上還開設(shè)有多個連通出氣腔與相鄰窗片 間空腔的出氣孔；在風(fēng)管安裝環(huán)上設(shè)置有與進(jìn)氣腔連通的進(jìn)風(fēng)管、與出氣腔連通的排風(fēng)管。 [000引所述進(jìn)氣孔與出氣孔的直徑為相鄰窗片間距的0. 5?0. 8倍。
[0009] 所述S層窗片的尺寸相同，各層窗片的厚度
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 一種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗，該輸出窗包括：輸入波導(dǎo)、窗片模塊、輸 出波導(dǎo)，窗片模塊設(shè)置于輸入波導(dǎo)與輸出波導(dǎo)之間，并保持密封連接；輸入波導(dǎo)的另一端設(shè) 置有輸入連接法蘭，輸入連接法蘭上設(shè)有銀銅連接法蘭；輸出波導(dǎo)的另一端設(shè)置有輸出連 接法蘭，輸出連接法蘭上開設(shè)有螺釘孔；所述窗片模塊包括：三層窗片、窗片安裝環(huán)，風(fēng)管 安裝環(huán)、進(jìn)風(fēng)管、排風(fēng)管；三層窗片間隔設(shè)置于窗片安裝環(huán)內(nèi)，窗片安裝環(huán)上開設(shè)有與相鄰 窗片間的空腔連通的進(jìn)氣孔和出氣孔；窗片安裝環(huán)固定于風(fēng)管安裝環(huán)內(nèi)，風(fēng)管安裝環(huán)上設(shè) 置有進(jìn)風(fēng)管，該進(jìn)風(fēng)管與窗片安裝環(huán)上的進(jìn)氣孔連通，同時風(fēng)管安裝環(huán)上設(shè)置有排風(fēng)管，該 排風(fēng)管與窗片安裝環(huán)上的出氣孔連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗，其特征在于所述 窗片安裝環(huán)與外層的風(fēng)管安裝環(huán)之間開設(shè)有密閉的環(huán)形空腔，通過兩片隔板將該空腔分為 兩個腔體，一個為進(jìn)氣腔另一個為出氣腔；窗片安裝環(huán)上開設(shè)有多個連通進(jìn)氣腔與相鄰窗 片間空腔的進(jìn)氣孔，同時窗片安裝環(huán)上還開設(shè)有多個連通出氣腔與相鄰窗片間空腔的出氣 孔；在風(fēng)管安裝環(huán)上設(shè)置有與進(jìn)氣腔連通的進(jìn)風(fēng)管、與出氣腔連通的排風(fēng)管。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗，其特征在于所述進(jìn) 氣孔與出氣孔的直徑為相鄰窗片間距的〇. 5?0. 8倍。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗，其特征在于所述三 層窗片的尺寸相同，各層窗片的厚度
其中：C為真空中的光速，&為工作頻率范圍內(nèi)的中心頻率，ε輸出窗片介質(zhì)的相對 介電常數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種新型寬帶高平均功率風(fēng)冷結(jié)構(gòu)輸出窗，其特征在于所述相 鄰窗片間距的計算公式為：
其中：λ_為圓波導(dǎo)中TEml^的波導(dǎo)波長，βmn為圓波導(dǎo)中TEml^的相位常數(shù)，Unm為 圓波導(dǎo)中TEmn模的貝塞爾函數(shù)的根，Rw為輸入、輸出圓波導(dǎo)的半徑。
【文檔編號】H01J23/00GK104465274SQ201410733736
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】徐勇, 羅勇, 楊利亞, 王建勛, 蒲友雷, 鄢然, 王麗 申請人:電子科技大學(xué)