一種利用滑動(dòng)活塞進(jìn)行調(diào)諧的孔耦合調(diào)諧裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用滑動(dòng)活塞進(jìn)行調(diào)諧的孔耦合調(diào)諧裝置，包括耦合孔1、波導(dǎo)2、同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器3和滑動(dòng)活塞4；波導(dǎo)2的一端設(shè)有耦合孔1，其另一端設(shè)置滑動(dòng)活塞4，滑動(dòng)活塞4構(gòu)成波導(dǎo)2的短路面，通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)活塞4調(diào)節(jié)短路面在波導(dǎo)2中的位置，同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器3設(shè)置于波導(dǎo)2的波導(dǎo)壁上，且在水平位置上同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器3位于耦合孔1與滑動(dòng)活塞4之間。本發(fā)明通過(guò)滑動(dòng)活塞調(diào)諧改變孔耦合的耦合大小，操作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)一致性和可靠性高，強(qiáng)度穩(wěn)定性好，解決了常規(guī)孔耦合的模式不純、可靠性低的問(wèn)題，可以方便的應(yīng)用到需要對(duì)耦合系數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整的諧振腔中，特別是有一個(gè)以上的耦合系數(shù)需要準(zhǔn)確調(diào)節(jié)的諧振腔。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種利用滑動(dòng)活塞進(jìn)行調(diào)諧的孔耦合調(diào)諧裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微波【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種通過(guò)滑動(dòng)活塞調(diào)節(jié)諧振腔耦合系數(shù)的孔 耦合調(diào)諧裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)所需耦合度對(duì)微波諧振腔的應(yīng)用十分重要，在諧振腔的大功率應(yīng)用中， 為了保護(hù)信號(hào)源和提高功率傳輸效率，要求回波損耗大，因此諧振腔需要工作在臨界耦合 狀態(tài)，以獲得盡可能小的功率反射。在基于抑制載波諧振腔的低相位噪聲振蕩器設(shè)計(jì)中， 為了最大程度的抑制載波和滿(mǎn)足振蕩條件，實(shí)現(xiàn)低相位噪聲且具有一定功率電平的點(diǎn)頻輸 出，諧振腔的輸入端需要取得在某一既定的弱臨界耦合系數(shù)，而其輸出端也需要保持某一 既定的弱耦合度。由于加工精度的局限，在實(shí)際的制作中，既定耦合往往難以準(zhǔn)確的獲得， 通常需要進(jìn)行反復(fù)調(diào)試才能得到所需的反射。目前，常用的諧振腔激勵(lì)耦合方式有探針耦 合，環(huán)耦合，孔耦合。附圖1為利用同軸線實(shí)現(xiàn)的探針耦合，附圖2為利用同軸線實(shí)現(xiàn)的環(huán) 耦合，在實(shí)際制作過(guò)程中，這兩種耦合往往采用手工操作完成：先調(diào)節(jié)同軸線伸入腔體的長(zhǎng) 度以獲得所需的耦合系數(shù)，再將同軸線外導(dǎo)體焊接在諧振腔腔體上將耦合固定。焊接的加 熱過(guò)程中同軸線可能發(fā)生移動(dòng)或加熱形變，因此成型后的結(jié)果往往與先前的調(diào)試結(jié)果有差 另IJ。因此采用探針耦合和環(huán)耦合的方式往往需要多次嘗試，才能獲得所需耦合度。由于輸 入端耦合系數(shù)和輸出端耦合系數(shù)通常相互影響，對(duì)于輸入輸出端均需要取得既定耦合度諧 振腔的設(shè)計(jì)制作，往往非常困難。采用孔耦合作為電磁場(chǎng)激勵(lì)的諧振腔，往往需要通過(guò)波導(dǎo) 同軸轉(zhuǎn)換器對(duì)電磁能量進(jìn)行傳遞，如附圖3所示。與探針耦合和環(huán)耦合相比，孔耦合制作 通常是靠機(jī)械加工，其形狀容易控制，且不需要手工焊接，因此其激勵(lì)的模式更加純凈，強(qiáng) 度穩(wěn)定性要好。但是由于加工誤差的存在，實(shí)際的耦合孔尺寸往往與設(shè)計(jì)尺寸不一致，導(dǎo)致 實(shí)際耦合度并非仿真設(shè)計(jì)值。一旦加工成型耦合孔不能隨意改變大小，需要外加金屬銷(xiāo)釘 才能調(diào)諧耦合度，而銷(xiāo)釘附近容易產(chǎn)生高次模，引起激勵(lì)模式的不純，且在高功率應(yīng)用中容 易發(fā)生打火現(xiàn)象。目前并沒(méi)有一種簡(jiǎn)便的能實(shí)現(xiàn)諧振腔耦合系數(shù)準(zhǔn)確調(diào)節(jié)的辦法和裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種利用滑動(dòng)活塞進(jìn)行調(diào)諧的孔耦合調(diào)諧裝置。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0005] -種利用滑動(dòng)活塞進(jìn)行調(diào)諧的孔耦合調(diào)諧裝置，包括波導(dǎo)、同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器 和滑動(dòng)活塞；波導(dǎo)的一端封閉，另一端開(kāi)口，其封閉端設(shè)有耦合孔，其開(kāi)口端設(shè)置滑動(dòng)活塞， 滑動(dòng)活塞構(gòu)成波導(dǎo)的短路面，通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)活塞調(diào)節(jié)短路面在波導(dǎo)中的位置，同軸線-波 導(dǎo)轉(zhuǎn)換器設(shè)置于波導(dǎo)的波導(dǎo)壁上。
[0006] 進(jìn)一步的，波導(dǎo)的波導(dǎo)壁上還設(shè)置有固定螺釘，用于固定滑動(dòng)活塞。
[0007] 進(jìn)一步的，耦合孔呈矩形，波導(dǎo)為矩形波導(dǎo)，同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器為同軸線-矩形 波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器。
[0008] 采用該技術(shù)方案的有益效果：本發(fā)明通過(guò)滑動(dòng)活塞調(diào)諧改變孔耦合的耦合大小， 操作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)一致性和可靠性高，強(qiáng)度穩(wěn)定性好，有效地利用了孔耦合激勵(lì)諧振腔的優(yōu) 點(diǎn)，解決了常規(guī)孔耦合的模式不純、可靠性低的問(wèn)題，可以方便的應(yīng)用到需要對(duì)耦合系數(shù)進(jìn) 行準(zhǔn)確調(diào)整的諧振腔中，特別是有一個(gè)以上的耦合系數(shù)需要準(zhǔn)確調(diào)節(jié)的諧振腔。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1為常規(guī)探針耦合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010] 圖2為常規(guī)環(huán)耦合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖3為常規(guī)孔耦合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中調(diào)諧裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0013] 圖5為圖4的等效電路原理圖；
[0014] 圖6為圖4中滑動(dòng)活塞在不冋位直下稱(chēng)合孔的輸入阻抗頻率響應(yīng)曲線圖；
[0015] 圖7為本發(fā)明的調(diào)諧裝置應(yīng)用于圓柱諧振腔耦合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖8為圖7的等效電路原理圖；
[0017] 圖9為圖7中滑動(dòng)活塞在不冋位直下輸入端口和輸出端口的反射系數(shù)頻率響應(yīng)曲 線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019] 為了克服在調(diào)整耦合系數(shù)時(shí)，現(xiàn)有探針耦合及環(huán)耦合不易實(shí)現(xiàn)和孔耦合模式不純 的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種便于實(shí)現(xiàn)耦合系數(shù)調(diào)諧的調(diào)諧裝置。該裝置基于傳輸線匹配技術(shù)， 采用滑動(dòng)活塞配合耦合孔的結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變滑動(dòng)活塞的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)諧孔耦合的耦合系 數(shù)，達(dá)到所需要的耦合系數(shù)。該裝置很好的利用了孔耦合的優(yōu)點(diǎn)并解決了其模式不純的問(wèn) 題，可以方便的應(yīng)用到需要對(duì)耦合系數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整的諧振腔中，特別是有一個(gè)以上的耦 合系數(shù)需要準(zhǔn)確調(diào)節(jié)的諧振腔。
[0020] 如圖4所示，本發(fā)明的一種利用滑動(dòng)活塞進(jìn)行調(diào)諧的孔耦合調(diào)諧裝置包括包括波 導(dǎo)2、同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器3和滑動(dòng)活塞4 ;波導(dǎo)2的一端封閉，另一端開(kāi)口，其封閉端設(shè)有 耦合孔1，其開(kāi)口端設(shè)置滑動(dòng)活塞4,滑動(dòng)活塞4構(gòu)成波導(dǎo)2的短路面，通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)活塞4 調(diào)節(jié)短路面在波導(dǎo)2中的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)耦合系數(shù)，同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器3設(shè)置于波導(dǎo)2的 波導(dǎo)壁上。優(yōu)選的，波導(dǎo)2的波導(dǎo)壁上還設(shè)置有固定螺釘5,用于固定滑動(dòng)活塞4 ;優(yōu)選的， 耦合孔1呈矩形，波導(dǎo)2為矩形波導(dǎo)，同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器3為同軸線-矩形波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器。
[0021] 本發(fā)明調(diào)諧裝置的原理圖如圖5所示，耦合孔裝置對(duì)應(yīng)變壓比為η的理想變壓器， 短路線對(duì)應(yīng)滑動(dòng)活塞4, L為短路線的長(zhǎng)度即滑動(dòng)活塞4到同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器3的距離， 另一個(gè)支路對(duì)應(yīng)同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器3, d為耦合孔到同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器的距離，&為同 軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器的等效阻抗，Zin為耦合孔1往活塞方向看去的輸入阻抗，傳輸線的特性 阻抗為Z tl, λ為波長(zhǎng)，則輸入阻抗Zin的計(jì)算公式如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種利用滑動(dòng)活塞進(jìn)行調(diào)諧的孔耦合調(diào)諧裝置，其特征在于：包括波導(dǎo)（2)、同軸 線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器（3)和滑動(dòng)活塞（4);波導(dǎo)（2)的一端封閉，另一端開(kāi)口，其封閉端設(shè)有耦 合孔（1)，其開(kāi)口端設(shè)置滑動(dòng)活塞（4)，滑動(dòng)活塞（4)構(gòu)成波導(dǎo)（2)的短路面，通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng) 活塞（4)調(diào)節(jié)短路面在波導(dǎo)（2)中的位置，同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器（3)設(shè)置于波導(dǎo)（2)的波 導(dǎo)壁上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)諧裝置，其特征在于：波導(dǎo)（2)的波導(dǎo)壁上還設(shè)置有固定 螺釘（5)，用于固定滑動(dòng)活塞（4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)諧裝置，其特征在于：耦合孔（1)呈矩形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)諧裝置，其特征在于：波導(dǎo)（2)為矩形波導(dǎo)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)諧裝置，其特征在于：同軸線-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器（3)為同軸 線-矩形波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號(hào)】H01P5/04GK104393387SQ201410742032
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】曾成, 鐘信, 陳柳, 寧俊松, 補(bǔ)世榮 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)