差相移式脈沖大功率波導(dǎo)環(huán)行器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】差相移式脈沖大功率波導(dǎo)環(huán)行器，它涉及射頻設(shè)備領(lǐng)域，3dB裂縫電橋、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器、折疊雙T電橋通過(guò)法蘭連接而成，它工作在S波段3.7GHz，所能承受的達(dá)到250KW，脈沖寬度2s，脈沖能量達(dá)到500KJ；它用于高功率高脈沖能量的射頻系統(tǒng)，由于其通過(guò)的脈沖能量達(dá)到500KJ，環(huán)行器內(nèi)鐵氧體片中產(chǎn)生的熱量超過(guò)25KJ，鐵氧體片內(nèi)溫度可能達(dá)到甚至超過(guò)80℃；主要解決了在高脈沖能量的條件下，減小器件插損，降低鐵氧體片的溫度等問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】差相移式脈沖大功率波導(dǎo)環(huán)行器
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及射頻設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種高功率環(huán)行器，具體涉及一種差相移式高功率波導(dǎo)環(huán)行器。
【背景技術(shù)】:
[0002]高功率微波器件廣泛應(yīng)用于雷達(dá)和粒子加速器等領(lǐng)域，隨著技術(shù)的進(jìn)步，微波源向更高功率發(fā)展，從而需要研制與其配套的高功率微波器件。S波段射頻高功率設(shè)備發(fā)射源功率可能達(dá)到兆瓦級(jí)，或者平均功率達(dá)到50KW甚至更高。在高功率情況下，必須考慮熱傳導(dǎo)和散熱因素，否則當(dāng)功率較高時(shí)，鐵氧體內(nèi)的電磁損耗所產(chǎn)生的熱量散發(fā)不出去，鐵氧體的溫度超過(guò)其承受能力，器件性能會(huì)嚴(yán)重惡化，甚至造成鐵氧體片及鐵氧體損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的是提供一種差相移式高功率波導(dǎo)環(huán)行器，它用于高功率高脈沖能量的射頻系統(tǒng)，由于其通過(guò)的脈沖能量達(dá)到500KJ，環(huán)行器內(nèi)鐵氧體片中產(chǎn)生的熱量超過(guò)25KJ，鐵氧體片內(nèi)溫度可能達(dá)到甚至超過(guò)80°C;主要解決了在高脈沖能量的條件下，減小器件插損，降低鐵氧體片的溫度等問(wèn)題。
[0004]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案:它是由3dB裂縫電橋、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器、折疊雙T電橋組成，3dB裂縫電橋、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器、折疊雙T電橋通過(guò)法蘭連接而成，它工作在S波段3.7GHz，所能承受的脈沖功率達(dá)到250KW，脈沖寬度2s，脈沖能量達(dá)到500KJ。
[0005]所述的3dB裂縫電橋腔體Al在短縫處進(jìn)行壓縮，在短縫中間增加調(diào)諧螺釘一 A2對(duì)縫隙端部進(jìn)行匹配。
[0006]所述的并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器是由兩段并聯(lián)波導(dǎo)腔B1、八片鐵氧體片B2、波導(dǎo)腔外部6片永磁體構(gòu)成，兩段并聯(lián)波導(dǎo)腔BI為矩波導(dǎo)并排設(shè)置，其尺寸完全相同，鐵氧體片B2的材料、尺寸全部相同，使用牢固、散熱性能好的膠粘貼在兩段并聯(lián)波導(dǎo)腔BI內(nèi)，波導(dǎo)腔外永磁體緊貼波導(dǎo)壁固定在波導(dǎo)腔外，中間兩片永磁體所構(gòu)建的磁場(chǎng)方向與兩側(cè)的四片永磁體所構(gòu)建的磁場(chǎng)方向相反。
[0007]所述折疊雙T電橋兩個(gè)并行口徑為壓縮波導(dǎo)口，與移相器段波導(dǎo)口衍接匹配，通過(guò)法蘭盤(pán)連接。
[0008]本發(fā)明采用了 S波段能夠承受2s寬脈沖250KW功率的4端口環(huán)行器；用于高功率高脈沖能量的射頻系統(tǒng)，由于其通過(guò)的脈沖能量達(dá)到500KJ，環(huán)行器內(nèi)鐵氧體片中產(chǎn)生的熱量超過(guò)25KJ，鐵氧體片內(nèi)溫度可能達(dá)到甚至超過(guò)80°C;主要解決了在高脈沖能量的條件下，減小器件插損，降低鐵氧體片的溫度等問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0009]圖1為本發(fā)明中3dB裂縫電橋的結(jié)構(gòu)示意圖；[0010]圖2為本發(fā)明中并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3為本發(fā)明中折疊雙T電橋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4為本發(fā)明的組成示意圖；
[0013]圖5為本發(fā)明組裝的立體圖；
[0014]圖6為本發(fā)明的信號(hào)流向示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0015]參看圖1-圖6，本【具體實(shí)施方式】采用如下技術(shù)方案:它是由3dB裂縫電橋、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器、折疊雙T電橋組成，3dB裂縫電橋、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器、折疊雙T電橋通過(guò)法蘭連接而成，它工作在S波段3.7GHz，所能承受的達(dá)到250KW，脈沖寬度2s，脈沖能量達(dá)到500KJ。
[0016]所述的3dB裂縫電橋腔體Al在短縫處進(jìn)行壓縮，在短縫中間增加調(diào)諧螺釘一 A2對(duì)縫隙端部進(jìn)行匹配；3dB裂縫電橋腔體Al上分別設(shè)置有3dB裂縫電橋端口一 A31、3dB裂縫電橋端口二 A32、3dB裂縫電橋端口三A33、3dB裂縫電橋端口四A34。
[0017]所述的并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器是由兩段并聯(lián)波導(dǎo)腔B1、八片鐵氧體片B2、波導(dǎo)腔外部6片永磁體構(gòu)成，兩段并聯(lián)波導(dǎo)腔BI為矩波導(dǎo)并排設(shè)置，其尺寸完全相同，鐵氧體片B2的材料、尺寸全部相同，使用牢固、散熱性能好的膠粘貼在兩段并聯(lián)波導(dǎo)腔BI內(nèi)，波導(dǎo)腔外永磁體緊貼波導(dǎo)壁固定在波導(dǎo)腔外，中間兩片永磁體所構(gòu)建的磁場(chǎng)方向與兩側(cè)的四片永磁體所構(gòu)建的磁場(chǎng)方向相反；所述的并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器上分別設(shè)置有并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口一 B31、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口二 B32、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口三B33、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口四B34。
[0018]所述的折疊雙T電橋兩個(gè)并行口徑為壓縮波導(dǎo)口，與移相器段波導(dǎo)口衍接匹配，通過(guò)法蘭盤(pán)連接；所述的折疊雙T電橋上分別設(shè)置有折疊雙T電橋端口一 C31、折疊雙T電橋端口二 C32、折疊雙T電橋端口三C33、折疊雙T電橋端口四C34、調(diào)配螺釘二 Cl、調(diào)配螺釘三C2。
[0019]本【具體實(shí)施方式】的原理為:當(dāng)微波信號(hào)從A端口輸入時(shí)，到達(dá)3dB裂縫電橋裂縫處一分為二，均勻分布在3dB裂縫電橋端口三A33，3dB裂縫電橋端口四A34通道，并且并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口二 B32-并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口四B34通道的波相位比并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口一 B31-并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口三B33通道滯后90°，而輸入端并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口二 B32和并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口四B34端口是隔離的，在外加恒磁場(chǎng)的作用下，沿并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口一B31—并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口三B33傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘?hào)將超前沿并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口二 B32—并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口四B34傳輸?shù)男盘?hào)90°，如果并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口二 B32-并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口四B34和并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口一 B31-并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口三B33通道中的損耗彼此相等，那么這些微波信號(hào)就以相等振幅和相位進(jìn)入折疊雙T電橋的輸入端，根據(jù)雙T電橋的特性可知，信號(hào)從H端口輸出，而E端口無(wú)信號(hào)(隔離端)，以相同原理得到環(huán)彳了關(guān)系為41 — 42 — 43 — 44 — 41,若在44端口接功率負(fù)載，這41,42,43構(gòu)成3端口差相移式環(huán)行器。通過(guò)調(diào)整3dB裂縫電橋中調(diào)配螺釘一 A2調(diào)整電橋的分配比，使得進(jìn)入3dB裂縫電橋端口三A33和3dB裂縫電橋端口四A34端口的信號(hào)幅度相等，而移相器段兩邊的尺寸和材料完全相同，并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口二 B32-并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口四B34和并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口一 B31-并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器端口三B33通道中的損耗幾乎相等。
[0020]本【具體實(shí)施方式】的差相移式脈沖大功率波導(dǎo)環(huán)行器，承受的脈沖功率達(dá)到250KW，脈沖寬度達(dá)到2s，脈沖能量達(dá)到500KJ，本環(huán)行器中采用低損耗、溫度性能好的鐵氧體材料，通過(guò)精確設(shè)計(jì)將鐵氧體片的厚度控制到3_以?xún)?nèi)，器件整體的插入損耗小于0.2dB，在整個(gè)脈沖周期內(nèi)鐵氧體中的能量能夠快速充分散發(fā)。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.差相移式脈沖大功率波導(dǎo)環(huán)行器，其特征在于它是由3dB裂縫電橋、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器、折疊雙T電橋組成，3dB裂縫電橋、并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器、折疊雙T電橋通過(guò)法蘭連接而成，它工作在S波段3.7GHz，所能承受的脈沖功率達(dá)到250KW，脈沖寬度2s，脈沖能量達(dá)到500KJ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差相移式脈沖大功率波導(dǎo)環(huán)行器，其特征在于所述的3dB裂縫電橋腔體(Al)在短縫處進(jìn)行壓縮，在短縫中間增加調(diào)諧螺釘一(A2)對(duì)縫隙端部進(jìn)行匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差相移式脈沖大功率波導(dǎo)環(huán)行器，其特征在于所述的并聯(lián)鐵氧體90°非互易移相器是由兩段并聯(lián)波導(dǎo)腔(BI)、八片鐵氧體片(B2)、波導(dǎo)腔外部6片永磁體構(gòu)成，兩段并聯(lián)波導(dǎo)腔(BI)為矩波導(dǎo)并排設(shè)置，其尺寸完全相同，鐵氧體片(B2)的材料、尺寸全部相同，使用牢固、散熱性能好的膠粘貼在兩段并聯(lián)波導(dǎo)腔(BI)內(nèi)，波導(dǎo)腔外永磁體緊貼波導(dǎo)壁固定在波導(dǎo)腔外，中間兩片永磁體所構(gòu)建的磁場(chǎng)方向與兩側(cè)的四片永磁體所構(gòu)建的磁場(chǎng)方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差相移式脈沖大功率波導(dǎo)環(huán)行器，其特征在于所述折疊雙T電橋兩個(gè)并行口徑為壓縮波導(dǎo)口，與移相器段波導(dǎo)口衍接匹配，通過(guò)法蘭盤(pán)連接。
【文檔編號(hào)】H01P1/397GK103730711SQ201410021053
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】曾浩, 王廣順, 王超, 雷建新 申請(qǐng)人:核工業(yè)西南物理研究院, 南京廣順電子技術(shù)研究所