專利名稱：一種輻射式水負(fù)載的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及微波技術(shù)中的水負(fù)載。
水負(fù)載是大功率(平均功率數(shù)拾瓦至數(shù)拾千瓦)微波系統(tǒng)中最常用的元件之一，其作用是用水吸收微波功率并轉(zhuǎn)換成熱量由水流帶走，因此它一般作為匹配負(fù)載在系統(tǒng)中連接在可能存在大功率微波輸出的端口，如環(huán)行器的隔離端口以吸收由于系統(tǒng)終端出現(xiàn)不匹配時反射回來的微波大功率。在進行大功率微波的功率測量時，水負(fù)載更是必不可少的元件，通過對流經(jīng)水負(fù)載的水的流量和在吸收微波后的溫升的測定，就可以換算出微波功率的大小。目前常見的水負(fù)載都是微波在波導(dǎo)中傳輸?shù)倪^程中逐漸被水吸收的，我們稱之為傳輸式水負(fù)載。在這種水負(fù)載中容納水的水室都是直接設(shè)置在波導(dǎo)內(nèi)部的，它又可以分為單獨水室與聯(lián)合水室兩種，前者是指用玻璃、石英或其它低微波損耗、易成形介質(zhì)做成的管狀(如

圖1所示)或錐體狀(如圖2所示)水室并直接放在波導(dǎo)內(nèi)構(gòu)成的水負(fù)載；而后者則往往是用低微波損耗的介質(zhì)板以斜劈形粘結(jié)在波導(dǎo)內(nèi)，與波導(dǎo)壁共同形成水室而構(gòu)成的水負(fù)載(如圖3所示)。由于單獨水室一般都是易碎材料構(gòu)成，容易破碎，而聯(lián)合水室又往往由于粘結(jié)強度不夠、不牢靠而漏水，致使傳輸式水負(fù)載存在嚴(yán)重的工作隱患，一旦漏水導(dǎo)致水流進入整個微波系統(tǒng)，將造成嚴(yán)重后果；另一方面，由于水室受波導(dǎo)尺寸的限制，在需要提高水負(fù)載的功率容量時，只能通過增加水室的長度來擴大其容積以增大水量的方法實現(xiàn)，這樣就導(dǎo)致水負(fù)載的體積增大；再者，水室在波導(dǎo)內(nèi)放置的方式或者其本身的輪廓形狀將起到使水室匹配吸收的作用，從而進一步限制了水室的設(shè)計靈活性。
本發(fā)明提出一種輻射式水負(fù)載，它是將水室放置在波導(dǎo)輻射口外吸收微波，使用不易破碎的介質(zhì)薄板和金屬空腔構(gòu)成水室，具有尺寸小、功率容量大、不會破碎等優(yōu)點。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的將波導(dǎo)1切成一斜面輻射口，在該輻射口上焊接一個法蘭9，用低微波損耗、不易破碎的介質(zhì)薄板8(如聚四氟乙烯等)蓋住輻射口，然后用金屬做成空腔12，將金屬空腔12用螺釘13與輻射口法蘭9緊固，同時通過螺釘13，利用橡皮密封圈10使空腔12與介質(zhì)板8密封形成水室3并把介質(zhì)板8緊壓在波導(dǎo)輻射口法蘭9上(如圖4所示)。這樣，由波導(dǎo)傳輸過來的微波在輻射口將向外輻射進入水室3，并在水室3內(nèi)被水所吸收。
波導(dǎo)輻射口一般應(yīng)與波導(dǎo)軸線成一定傾斜角度，角度的大小可以根據(jù)匹配需要進行調(diào)整；輻射口法蘭盤9、介質(zhì)薄板8、金屬空腔12以及密封橡皮圈1 0可以是圓形的，也可以是矩形的，也可以是其它形狀；波導(dǎo)1可以是圓波導(dǎo)，也可以是矩形波導(dǎo)，也可以是其它截面形狀的波導(dǎo)；水室3的形狀可以是圓柱體，長方體，也可以是圓臺、棱臺，也可以是其他立體圖形；密封橡皮圈10的截面可以是圓形的，也可以是矩形的，也可以是其它形狀的。另外，介質(zhì)薄板8和金屬空腔12之間的密封還可以采用刀口14密封的方式來實現(xiàn)，如圖5所示。
必要時，可以在波導(dǎo)1中設(shè)置調(diào)配元件，如調(diào)配螺釘、調(diào)配膜片、金屬或介質(zhì)的小凸起等來改善水負(fù)載的匹配性能。
和傳輸式水負(fù)載相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)在本發(fā)明中水室不必再放置在波導(dǎo)內(nèi)部而處于波導(dǎo)外面，以及微波吸收的匹配性能僅取決于輻射口的傾斜角度，因而水室的形狀和大小都不再受波導(dǎo)尺寸或匹配要求的限制，可以十分方便靈活進行設(shè)計；(2)本發(fā)明由于不需要使用玻璃或石英等易碎介質(zhì)單獨做成水室，也不需要用粘結(jié)的方法用介質(zhì)板在波導(dǎo)內(nèi)隔離出水室來，因而從根本上消除了由于玻璃、石英破裂或介質(zhì)板與波導(dǎo)壁粘結(jié)不牢靠引起的漏水；(3)本發(fā)明將傳輸式吸收改為輻射式吸收，水室在波導(dǎo)外，使其容積可以做得足夠大，從而提高水負(fù)載的功率容量；另一方面，由于水室是由金屬空腔與介質(zhì)板構(gòu)成，具有足夠的強度，加之水對介質(zhì)板的壓力只會使介質(zhì)板更緊密地貼在輻射口法蘭上，因而也可以直接提高水壓以增大水的流量而無需通過增加水室容積來提高水負(fù)載的功率容量。這樣，輻射式水負(fù)載做到了體積小，功率容量大；(4)在本發(fā)明中采用了橡皮圈密封，不僅比原有水負(fù)載可靠，而且使用靈活方便，必要時可隨時對橡皮圈進行更換。
(5)若在波導(dǎo)1的寬邊用耦合探針或在窄邊用耦合環(huán)耦合一定比例的一小部分微波功率出來，則本發(fā)明所述的水負(fù)載就成為一種小型大功率微波取樣式測量頭(見專利號為ZL 00 2 22182.9的專利文獻)；利用檢波器或熱敏電阻經(jīng)過定標(biāo)后檢測耦合出來的這一部分微波功率，就可以按耦合比例換算出進入波導(dǎo)1的微波功率，從而實現(xiàn)微波大功率測量，并由此可以構(gòu)成小型便攜式微波大功率計(見申請?zhí)枮?0 1 12613.X的專利文獻)。
附圖及圖面說明圖1是斜插玻璃(石英)管傳輸式水負(fù)載示意圖其中，1為波導(dǎo)，2為玻璃或石英管，3為水室；圖2是錐體狀玻璃(石英)水泡傳輸式水負(fù)載示意圖其中，1為波導(dǎo)，3為水室，4為玻璃或石英水泡；圖3是斜劈狀粘結(jié)傳輸式水負(fù)載示意圖其中，1為波導(dǎo)，3為水室，5為介質(zhì)板，6為介質(zhì)板與波導(dǎo)壁粘結(jié)處；從圖1、圖2、圖3中可以看出，這幾種水負(fù)載的水室3均在波導(dǎo)1的內(nèi)部。
圖4是本發(fā)明輻射式水負(fù)載示意圖其中，1為帶輻射口的波導(dǎo)，3為水室，7為波導(dǎo)連接法蘭，8為介質(zhì)薄板，9為輻射口法蘭，10為密封像皮圈，11為水嘴，12為構(gòu)成水室的金屬空腔，13為壓緊螺釘；在圖4中，通過螺釘13，利用橡皮密封圈10使空腔12與介質(zhì)板8密封形成水室3并把介質(zhì)板8緊壓在波導(dǎo)輻射口法蘭9上。
圖5是刀口密封方式的示意圖其中，8為介質(zhì)薄板，12為金屬空腔，14為金屬空腔上的刀口。
在圖5中，介質(zhì)板8與金屬空腔12之間的密封通過金屬空腔上的刀口14壓入介質(zhì)板8中來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種輻射式水負(fù)載，其特征是它是由在波導(dǎo)輻射口上焊接一法蘭9，用低微波損耗、不易破碎的介質(zhì)薄板8蓋住輻射口，然后用金屬做成空腔12，將空腔12用螺釘13與輻射口法蘭緊固，同時通過螺釘13，利用橡皮密封圈10使空腔12與介質(zhì)薄板8密封構(gòu)成水室3，并把介質(zhì)薄板8緊壓在波導(dǎo)輻射口法蘭9上構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射式水負(fù)載，其特征是所述的介質(zhì)薄板8與金屬空腔12之間的密封可以通過在金屬空腔12上的刀口14實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輻射式水負(fù)載。它讓波導(dǎo)內(nèi)傳輸?shù)奈⒉ㄍㄟ^波導(dǎo)終端的輻射口向外輻射,利用直接連接在輻射口上的水室中的水來吸收微波。水室由復(fù)蓋在輻射口上的介質(zhì)薄板與金屬空腔構(gòu)成,水的密封采用密封橡皮圈完成,因而可以做到不破損、無粘結(jié)、不漏水,功率容量大,同時使水負(fù)載實現(xiàn)小型化。
文檔編號H01Q17/00GK1389951SQ01108480
公開日2003年1月8日 申請日期2001年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月1日
發(fā)明者王文祥, 孫嘉鴻, 張兆鏜, 周鵬 申請人:電子科技大學(xué)