專利名稱：用于小型化行波管射頻輸入接口中的直角彎頭電纜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波真空電子器件領(lǐng)域，特別涉及到一種用于小型化行波管射頻輸入接口中的直角彎頭電纜組件。
背景技術(shù)：
所述發(fā)明主題是用于微波功率模塊(簡稱為MPM)中小型化行波管專用的輸入接口直角彎頭電纜組件，它作為小型化行波管的組成部分，用于實現(xiàn)SMA標準接頭到行波管同軸輸入窗的過渡，它的應(yīng)用能顯著降低小型化行波管輸入接口的外形高度，從而提高行波管的小型化水平，為實現(xiàn)MPM結(jié)構(gòu)的進一步小型化提供可能。MPM實為模塊化的微波發(fā)射機，采用MPM可以方便地構(gòu)建大型微波發(fā)射機。MPM結(jié)構(gòu)上的典型特點為尺寸小、集成度高。如圖1所示，MPM的組成結(jié)構(gòu)主要由小型化行波管、集成電源和固態(tài)放大器三者進一步集成于一個外殼中而來。MPM的工作原理可簡述為集成電源為小型化行波管和固態(tài)放大器提供各路供電以及控制接口 ；固態(tài)放大器將輸入至MPM 的微波信號進行預(yù)放大，形成小型化行波管所需要的微波功率電平；小型化行波管為微波末級功放，實現(xiàn)微波功率的放大輸出。在敘述發(fā)明內(nèi)容之前，先對本發(fā)明的主題、其結(jié)構(gòu)布局作一個簡單的陳述對于微波功率模塊這樣一項前沿的技術(shù)而言，要想實現(xiàn)MPM結(jié)構(gòu)的小型化，首先是各組成組件的小型化，此外，在布局上應(yīng)盡量減少無用空間。因此，行波管結(jié)構(gòu)小型化是對于在MPM結(jié)構(gòu)中所用行波管的主要研制內(nèi)容之一。行波管的結(jié)構(gòu)小型化就是指其結(jié)構(gòu)的長度(L)、厚度(H)和寬度(W)的分別小型化。行波管的長度尺寸取決于增益的大小，一般情況下，只要合理將MPM需要的增益分配于固態(tài)放大器和行波管，就能夠有效縮短行波管的長度，從而滿足MPM對行波管長度尺寸的限制；行波管的厚度可以通過減小其電子槍、高頻段和收集極的徑向尺寸而滿足；相比較而言，對行波管的寬度進行小型化比較困難，如圖1所示，主要是因為其射頻輸入接口和射頻輸出接口都是沿寬度方向橫向引出的。射頻輸出接口可直接引出MPM殼體，從而較容易避免小型化問題；射頻輸入接口連接著去往固態(tài)放大器的電纜組件，結(jié)構(gòu)上需要進行直角拐彎，由此造成了可觀的無用空間，降低了 MPM的集成程度。因此縮小直角彎頭電纜組件尺寸，就成為行波管寬度小型化的關(guān)鍵所在。一般情況下，MPM用行波管的射頻輸入接口由同軸窗、標準同軸接頭、標準直角彎頭電纜組件構(gòu)成，如圖2所示，該圖給出了采用常規(guī)技術(shù)的射頻輸入接口用直角彎頭組件， 直角拐彎由2. 2mm半剛同軸電纜彎曲而成，從圖中可以看到常規(guī)設(shè)計的小型化結(jié)果為高度 28. 4mm。那么能不能再進一步減小該尺寸呢？由此產(chǎn)生了本發(fā)明的主題——“用于小型化行波管射頻輸入接口中的直角彎頭電纜組件”，如圖3所示，其由雙向鎖緊螺母、直角轉(zhuǎn)彎區(qū)、標準2. 2mm電纜組成。采用本專利技術(shù)后，極大降低了行波管輸入的寬度，從原來的 28. 4mm減小為15. 8mm，減小了 44. 4%。圖4為采用本發(fā)明前后的MPM集成效果對比，可以看到，采用本發(fā)明后，MPM的寬度W2比采用前的寬度Wl減小了 12. 6mm，將無用空間大幅度壓縮了，MPM的集成程度由此得以明顯提高。發(fā)明內(nèi)容
本專利需要解決的問題是，為了解決要求微波功率模塊實現(xiàn)小型化的目的，需要將其組成部分之一的行波管實現(xiàn)小型化，這就需要改進行波管射頻輸入接口的結(jié)構(gòu)，因而創(chuàng)新地研制出緊湊型直角彎頭電纜組件結(jié)構(gòu)，為了實現(xiàn)發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案如下， 一種用于小型化行波管射頻輸入接口中的直角彎頭電纜組件，包括輸能接頭上的射頻輸入端口，其特征在于，連接行波管的輸入同軸窗一側(cè)內(nèi)導(dǎo)體進行了圓形轉(zhuǎn)方形的結(jié)構(gòu)形狀處理，另一側(cè)的內(nèi)導(dǎo)體仍然采用圓形，總體尺寸進行了緊湊型壓縮，高度減少近1/2。在內(nèi)導(dǎo)體外圍設(shè)計了聚四氟乙烯支撐介質(zhì)，使接口匹配得以支撐與調(diào)節(jié)。
小型化行波管射頻輸入接口用直角彎頭電纜組件的寬帶匹配設(shè)計和結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。對于直角彎頭電纜組件的寬帶匹配設(shè)計。為了實現(xiàn)小尺寸的直角轉(zhuǎn)彎，內(nèi)導(dǎo)體不能采用90度圓弧的彎曲過渡，否則難以進行加工和裝配，這里內(nèi)導(dǎo)體采用了直角拐彎的方式。為滿足機械可加工性和可裝配性，將內(nèi)導(dǎo)體進行了圓-方-圓轉(zhuǎn)換，并在兩側(cè)均設(shè)計了聚四氟乙烯支撐介質(zhì)，用以保證結(jié)構(gòu)的強度。由于直角轉(zhuǎn)彎兩側(cè)的同軸傳輸線尺寸不同以及填充的介質(zhì)不同，因此利用了阻抗匹配轉(zhuǎn)換器原理和仿真技術(shù)相結(jié)合的方式進行了匹配設(shè)計，優(yōu)化后各部分的結(jié)構(gòu)尺寸，優(yōu)化后的兩端電壓駐波在1 19GHz頻帶內(nèi)達到了 1. 2以下，達到良好匹配水平。
對于直角彎頭電纜組件結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝實現(xiàn)。本專利在結(jié)構(gòu)上分為八個零件，以及三個安裝模具。采用了一個雙向鎖緊的螺母，兩端螺紋均為M8，一側(cè)為右旋正常螺紋，用于連接直角拐彎座(外導(dǎo)體)；另一側(cè)為左旋，用于連接同軸輸入窗。使用時，通過旋緊連接螺母，能夠方便實現(xiàn)各零件的安裝，最后再進行電纜與直角轉(zhuǎn)彎頭的焊接。


圖1為MPM結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為行波管輸入接口常規(guī)用直角彎頭電纜組件結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本發(fā)明的直角彎頭電纜組件外結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為采用本發(fā)明后的MPM集成程度提升示意圖
圖5為發(fā)明利直角彎頭內(nèi)部電結(jié)構(gòu)連接圖
圖6為直角彎頭優(yōu)化后的兩端電壓駐波比曲線具體實施方式
參照圖1，圖4，表示常規(guī)的與本發(fā)明的MPM結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為行波管，下方為集成電源2，側(cè)邊為固態(tài)放大器3，其端部為MPM射頻輸入4，另一端為MPM射頻輸出5，邊部有MPM控制接口 6，MPM外殼為7，8為行波管射頻輸入接口直角彎頭電纜組件，9為MPM中的無用空間。參照圖2，圖3，表示行波管常規(guī)用的和本發(fā)明的直角彎頭電纜組件結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖5，表示本發(fā)明直角彎頭內(nèi)部電結(jié)構(gòu)連接圖，圖中8-1為同軸輸入窗，緊連著雙向鎖緊螺母8-2，直角轉(zhuǎn)彎8-3，緊連著標準2. 2mm電纜8_4。
使用前，需要采用本發(fā)明提供的三個安裝模具將零件進行組合安裝，利用壓力機就可以比較輕松的將兩個呈90度的內(nèi)導(dǎo)體插接(插接配合取過盈2絲)在一起，同時實現(xiàn)介質(zhì)的安裝到位；之后，分別進行2. 2mm的電纜焊接和安裝輔助孔的堵頭填充，即可完成本發(fā)明使用前的組合安裝。
權(quán)利要求
1.一種用于小型化行波管射頻輸入接口中的直角彎頭電纜組件，包括輸能接頭上的射頻輸入端口，其特征在于，連接行波管的輸入同軸窗一側(cè)內(nèi)導(dǎo)體進行了圓形轉(zhuǎn)方形的結(jié)構(gòu)形狀處理，另一側(cè)的內(nèi)導(dǎo)體仍然采用圓形，總體尺寸進行了緊湊型壓縮，高度減少近1/2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述小型化行波管射頻輸入接口中的直角彎頭電纜組件，其特征在于，在所述內(nèi)導(dǎo)體外圍設(shè)計了聚四氟乙烯支撐介質(zhì)，使接口匹配得以支撐與調(diào)節(jié)。
全文摘要
用于小型化行波管射頻輸入接口中的直角彎頭電纜組件，屬于微波真空電子器件領(lǐng)域，包括輸能接頭上的射頻輸入端口，其特征在于，連接行波管的輸入同軸窗一側(cè)內(nèi)導(dǎo)體進行了圓形轉(zhuǎn)方形的結(jié)構(gòu)形狀處理，另一側(cè)的內(nèi)導(dǎo)體仍然采用圓形，總體尺寸進行了緊湊型壓縮，高度減少近1/2。該組件優(yōu)化后的兩端電壓駐波在1～19GHz頻帶內(nèi)達到了1.2以下，實現(xiàn)了良好匹配水平。
文檔編號H01R24/00GK102544823SQ20111045291
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者孟曉君, 邵淑偉, 魏義學(xué) 申請人:中國電子科技集團公司第十二研究所