專利名稱：一種輻射式水負(fù)載的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微波技術(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(shí)反射回來(lái)的微波大功率。在進(jìn)行大功率微波的功率測(cè)量時(shí)，水負(fù)載更是必不可少的元件，通過(guò)對(duì)流經(jīng)水負(fù)載的水的流量和在吸收微波后的溫升的測(cè)定，就可以換算出微波功率的大小。目前常見(jiàn)的水負(fù)載都是微波在波導(dǎo)中傳輸?shù)倪^(guò)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(dú)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(dú)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(qiáng)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(jìn)入整個(gè)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(shí)，只能通過(guò)增加水室的長(zhǎng)度來(lái)擴(kuò)大其容積以增大水量的方法實(shí)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(jìn)一步限制了水室的設(shè)計(jì)靈活性。
本實(shí)用新型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(huì)破碎等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)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(gè)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(shí)通過(guò)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(guò)來(lái)的微波在輻射口將向外輻射進(jìn)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(jìn)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10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(zhǎng)方體，也可以是圓臺(tái)、棱臺(tái)，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(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖5所示。
必要時(shí)，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(lái)改善水負(fù)載的匹配性能。
和傳輸式水負(fù)載相比本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)在本實(shí)用新型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(jìn)行設(shè)計(jì)；(2)本實(shí)用新型由于不需要使用玻璃或石英等易碎介質(zhì)單獨(dú)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(lái)，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)本實(shí)用新型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(qiáng)度，加之水對(duì)介質(zhì)板的壓力只會(huì)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(wú)需通過(guò)增加水室容積來(lái)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)在本實(shí)用新型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(shí)可隨時(shí)對(duì)橡皮圈進(jìn)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(lái)，則本實(shí)用新型所述的水負(fù)載就成為一種小型大功率微波取樣式測(cè)量頭(見(jiàn)專利號(hào)為ZL 00 2 22182.9的專利文獻(xiàn))；利用檢波器或熱敏電阻經(jīng)過(guò)定標(biāo)后檢測(cè)耦合出來(lái)的這一部分微波功率，就可以按耦合比例換算出進(jìn)入波導(dǎo)1的微波功率，從而實(shí)現(xiàn)微波大功率測(cè)量，并由此可以構(gòu)成小型便攜式微波大功率計(jì)(見(jiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?0 1 12613.X的專利文獻(xiàn))。
附圖及圖面說(shuō)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是本實(shí)用新型輻射式水負(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(guò)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(guò)金屬空腔上的刀口14壓入介質(zhì)板8中來(lái)實(shí)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(shí)通過(guò)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(guò)在金屬空腔12上的刀口14實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種輻射式水負(fù)載。它讓波導(dǎo)內(nèi)傳輸?shù)奈⒉ㄍㄟ^(guò)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(lái)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(wú)粘結(jié)、不漏水，功率容量大，同時(shí)使水負(fù)載實(shí)現(xiàn)小型化。
文檔編號(hào)H01Q17/00GK2476109SQ01206390
公開(kāi)日2002年2月6日 申請(qǐng)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(qǐng)人:電子科技大學(xué)