一種高功率微波耦合測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高功率微波測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高功率微波禪合測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 建立高功率微波禪合測量裝置，對高功率微波產(chǎn)生技術(shù)具有重要意義。近年來，隨 著高功率微波技術(shù)的不斷發(fā)展，高功率微波源產(chǎn)生的微波功率進(jìn)一步提高，脈沖寬度進(jìn)一 步拓寬。由于傳統(tǒng)高功率微波禪合測量裝置在功率容量上存在一定局限，因此很難直接將 其推廣到更高能量高功率微波脈沖的診斷，在此情形下，發(fā)展更高功率容量的高功率微波 測量裝置顯得十分迫切和必要。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)1 ;一種同軸電探針測高功率微波的裝置，微波學(xué)報，1997,13 ;83-87。如 圖1所示，包括法蘭1、主波導(dǎo)2、電探針4、絕緣支撐結(jié)構(gòu)5、同軸外導(dǎo)體6W及射頻同軸連 接器7。其中法蘭1用于實現(xiàn)與微波源輸出口或者微波接收天線的對接；主波導(dǎo)2為禪合器 主線，用于傳輸高功率微波信號；電探針4用于對主波導(dǎo)2中的高功率微波信號進(jìn)行禪合取 樣，并進(jìn)一步饋入到由電探針4和同軸外導(dǎo)體6共同組成的同軸結(jié)構(gòu)中；絕緣支撐結(jié)構(gòu)巧） 用于支撐電探針4 ;射頻同軸連接器7用于與外部射頻電纜相連。
[0004] 工作時，主波導(dǎo)2通過法蘭1直接連入高功率微波源微波輸出通路中，產(chǎn)生于微波 源的高功率微波信號傳輸?shù)街鞑▽?dǎo)2內(nèi)，在繼續(xù)向后傳輸?shù)倪^程中，部分微波能量被電探 針4禪合進(jìn)入由電探針4和同軸外導(dǎo)體6組成的同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)，并通過射頻同軸連接器7進(jìn) 入同軸射頻電纜傳輸，在經(jīng)過后續(xù)進(jìn)一步的衰減檢波環(huán)節(jié)后，最終由同軸電纜輸送至屏蔽 室的示波器內(nèi)。
[0005] 該結(jié)構(gòu)存在的主要問題為：電探針與主波導(dǎo)內(nèi)壁平齊，主波導(dǎo)中傳輸?shù)母吖β饰?波會在電探針尖端引起局部場增強(qiáng)，導(dǎo)致射頻擊穿，因此該測量系統(tǒng)功率容量十分有限。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)2 ;-種具有較高功率容量的高功率微波禪合測量裝置，第12屆高功率 粒子束學(xué)術(shù)交流會，海拉爾，2010 ; 112-116。如圖2所示，包括法蘭1、主波導(dǎo)2、禪合孔8、 矩形波導(dǎo)9、隔離臂10、隔離窗11、匹配負(fù)載12、禪合臂13、波導(dǎo)衰減器14W及矩形波導(dǎo)端 口 15。主波導(dǎo)2兩端經(jīng)法蘭1連接于微波源微波輸出通路中，作為高功率微波信號傳輸?shù)?主線；禪合孔8用于對主線上的高功率微波信號進(jìn)行少量取樣，并禪合到矩形波導(dǎo)9內(nèi)；取 樣微波信號向隔離臂10端傳輸?shù)牟糠钟善ヅ湄?fù)載12吸收，而向禪合臂13端傳輸?shù)牟糠纸?jīng) 波導(dǎo)衰減器14衰減后由矩形波導(dǎo)端口 15向外輸出；隔離窗11用于對測量系統(tǒng)進(jìn)行真空密 封。由于使用了小孔禪合技術(shù)，該高功率微波禪合測量裝置相對傳統(tǒng)測量裝置功率容量有 所提局。
[0007] 工作時，主波導(dǎo)2始端與高功率微波源輸出端口經(jīng)法蘭1相互連接，產(chǎn)生于微波源 的高功率微波信號傳輸?shù)街鞑▽?dǎo)2內(nèi)，在繼續(xù)向后傳輸?shù)倪^程中，少量微波能量由禪合孔8 禪合至矩形波導(dǎo)9內(nèi)，并經(jīng)禪合臂13進(jìn)一步向前傳輸，經(jīng)過波導(dǎo)衰減器14的進(jìn)一步衰減 后，微波信號最終由矩形波導(dǎo)端口 15向外輸出。在此過程中，與主波導(dǎo)2末端通過法蘭1 連接的高功率微波福射系統(tǒng)可能反射少量微波，該部分微波場也會由禪合孔8禪合到矩形 波導(dǎo)9內(nèi)并進(jìn)一步向隔離臂10端傳輸，最終被匹配負(fù)載12無反射地吸收。
[0008] 該結(jié)構(gòu)存在的主要問題為；測量裝置的禪合孔數(shù)目和孔間距需要仔細(xì)設(shè)計和加 工，加工誤差可能會降低禪合器性能，很難實現(xiàn)較低的禪合度，使禪合到矩形波導(dǎo)中的微波 場在向外輸出之前，需要經(jīng)過波導(dǎo)衰減的進(jìn)一步衰減，同時還需要波同轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步轉(zhuǎn)化， 送些中間環(huán)節(jié)增加了測量系統(tǒng)的不確定度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種高功率微波禪合測量裝置，提高測量裝置 的功率容量和可靠性。
[0010] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種高功率微波禪合測量裝置，采用如下技術(shù)方案， 包括；法蘭、主波導(dǎo)、電探針、絕緣支撐結(jié)構(gòu)、W及射頻同軸連接器，主波導(dǎo)通過法蘭直接與 高功率微波源微波輸出通路或者高功率微波接收天線相連，還包括；禪合波導(dǎo)和同軸外導(dǎo) 體，其中，電探針、同軸外導(dǎo)體與絕緣支撐結(jié)構(gòu)組成同軸結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)，通過絕緣支撐結(jié)構(gòu)將 電探針緊固于同軸外導(dǎo)體內(nèi)；所述禪合波導(dǎo)為一段截止微波的空必波導(dǎo)，禪合波導(dǎo)與主波 導(dǎo)和同軸外導(dǎo)體連接；所述電探針為一段長度可控的金屬細(xì)桿，其位于在禪合波導(dǎo)內(nèi)；射 頻同軸連接器分別與同軸外導(dǎo)體和外部同軸電纜連接。
[0011] 一種高功率微波禪合測量裝置，電探針到主波導(dǎo)內(nèi)壁距離h與禪合測量裝置的禪 合度A關(guān)系如下：
[0012]
f為微波頻率，d為禪合波導(dǎo)內(nèi)徑，A為禪合測量 裝置禪合度。
[0013] 本發(fā)明高功率微波禪合測量裝置與已有技術(shù)相比，具有W下特點：
[0014] 一、通過禪合波導(dǎo)可W減少禪合到其內(nèi)部電探針處的射頻場能量，因此有利于降 低電探針尖端發(fā)生射頻擊穿的風(fēng)險，提高測量裝置的功率容量。
[0015] 二、將禪合波導(dǎo)中微波饋入到同軸結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的電探針為一段長度可控的金屬細(xì) 桿，其金屬細(xì)桿位于禪合波導(dǎo)內(nèi)深度且與主波導(dǎo)內(nèi)壁距離均大于零，調(diào)節(jié)電探針在禪合波 導(dǎo)中的長度，可W線性改變禪合測量裝置的禪合度，容易實現(xiàn)較低的禪合度，較低的禪合度 可W使得微波信號在向外輸出之前不需要衰減環(huán)節(jié)，同時采用射頻同軸連接器使得微波信 號在向外輸出之前無需經(jīng)過波同轉(zhuǎn)換器，由于中間環(huán)節(jié)減少，系統(tǒng)測量不確定度降低。
【附圖說明】
[0016] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)1的一種同軸電探針高功率微波測量裝置；
[0017] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)2的一種高功率微波禪合測量裝置；
[0018] 圖3本發(fā)明的高功率微波禪合測量裝置。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的高功率微波禪合測量裝置做詳細(xì)描述。
[0020] 如圖3所示，本發(fā)明提供一種高功率微波禪合測量裝置