微波負(fù)載和制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種微波負(fù)載和制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微波負(fù)載是微波電路中的重要元件之一，它的主要功能是使微波功率全部吸收而無(wú)反射，原理一般是利用介質(zhì)吸收系統(tǒng)剩余功率，形成終端無(wú)反射的匹配狀態(tài)。在加速器系統(tǒng)中，常常需要高功率負(fù)載吸收射頻功率，而高功率負(fù)載的研制也一直是加速器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
[0003]根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，負(fù)載可以分為面吸收式匹配負(fù)載和體吸收式匹配負(fù)載。面吸收式負(fù)載常用于小功率的場(chǎng)合，大功率時(shí)常采用體吸收式匹配負(fù)載。體吸收式負(fù)載根據(jù)吸收材料的不同可以分為水負(fù)載和干負(fù)載，干負(fù)載的吸收材料一般為碳化硅，摻導(dǎo)電物質(zhì)的陶瓷或者鐵氧體等。
[0004]對(duì)于直線加速器傳輸系統(tǒng)常需要能吸收平均功率達(dá)幾百至幾十千瓦的匹配負(fù)載，通常是用水作吸收介質(zhì)，微波投入水中，被水吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽诹鲃?dòng)的情況下被水帶出。這種水負(fù)載一般被設(shè)計(jì)成水管形狀，駐波比能達(dá)到1.05-1.20左右。水負(fù)載能夠在幾百至幾十千瓦的加速器結(jié)構(gòu)中較為穩(wěn)定的運(yùn)行，但對(duì)于兆瓦功率的加速器系統(tǒng)，水負(fù)載具有一定的局限性。
[0005]相對(duì)于水負(fù)載，干負(fù)載更為牢固可靠。干負(fù)載采用固體吸收材料。陶瓷制的干負(fù)載易碎，容易攜帶空氣，且雜質(zhì)較多。SiC是一種較為理想的微波吸收材料。中科院高能物理研究所曾研制成功SiC型大功率干負(fù)載，用于BEPC II直線加速器微波系統(tǒng)，能承受脈沖峰值功率達(dá)50麗以上，可成功運(yùn)行在S波段(2-4GHz)、重復(fù)頻率在50Hz的直線加速器中。但SiC具有燒制、焊接等一系列技術(shù)和工藝難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種新型的S波段高功率吸收微波負(fù)載。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種微波負(fù)載，長(zhǎng)方體中空結(jié)構(gòu)，金屬材質(zhì)，包括:吸收匹配段，位于微波負(fù)載靠近入口的一側(cè)，內(nèi)部?jī)蓚?cè)包括凸起高度從入口端沿長(zhǎng)度方向平滑增加的金屬片；均勻吸收段，與吸收匹配段相連，內(nèi)部?jī)蓚?cè)包括凸起高度固定的金屬片。
[0008]可選地，所述金屬為不銹鋼。
[0009]可選地，還包括:波導(dǎo)過(guò)渡段，用于與不同型號(hào)的波導(dǎo)相接。
[0010]可選地，還包括:結(jié)尾段，用于吸收經(jīng)吸收匹配段吸收后剩余的能量。
[0011]可選地，還包括用于冷卻微波負(fù)載的水冷結(jié)構(gòu)，水冷結(jié)構(gòu)包括水冷入口，水冷出口，和水冷通道。
[0012]可選地，還包括:抽真空口，用于將微波負(fù)載內(nèi)部抽真空。
[0013]這樣的微波負(fù)載能夠在常溫工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)S波段微波的高功率吸收，采用金屬材質(zhì)，對(duì)制作工藝要求較低，不易攜帶空氣，且不易損壞，在優(yōu)化吸收效果的同時(shí)，降低了制作和使用成本。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出一種微波負(fù)載，長(zhǎng)方體中空結(jié)構(gòu)，不銹鋼材質(zhì)，一端為入口，內(nèi)部相對(duì)的兩側(cè)面連接多個(gè)相互平行的不銹鋼片，不銹鋼片沿長(zhǎng)度方向延伸，且每個(gè)不銹鋼片的凸起高度從入口端沿長(zhǎng)度方向平滑增加至預(yù)定高度后，保持預(yù)定高度。
[0015]可選地，微波負(fù)載沿長(zhǎng)度方向左右對(duì)稱(chēng)。
[0016]可選地，入口端的對(duì)側(cè)具有用于將微波負(fù)載內(nèi)部抽真空的抽真空口。
[0017]可選地，微波負(fù)載外部與不銹鋼片相對(duì)應(yīng)的側(cè)面設(shè)有用于冷卻微波負(fù)載的水冷通道，水冷通道的兩端分別具有水冷入口和水冷出口。
[0018]可選地，入口端到不銹鋼片的一端之間具有長(zhǎng)方體空腔。
[0019]可選地，入口端的對(duì)側(cè)到不銹鋼片一端之間具有長(zhǎng)方體空腔。
[0020]可選地，微波負(fù)載內(nèi)部單個(gè)側(cè)面連接的不銹鋼片數(shù)量不小于12。
[0021]可選地，內(nèi)部不銹鋼片的凸起高度平滑增加的一段的長(zhǎng)度為270_?370_。
[0022]可選地，內(nèi)部不銹鋼片保持預(yù)定高度的一段的長(zhǎng)度為450mm?650mm。
[0023]可選地，長(zhǎng)方體空腔的長(zhǎng)度為70mm?90mm。
[0024]可選地，長(zhǎng)方體空腔的長(zhǎng)度為50mm?70mm。
[0025]這樣的微波負(fù)載能夠在常溫工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)S波段微波的高功率吸收，采用金屬材質(zhì)對(duì)制作工藝要求低，不易攜帶空氣，且不易損壞，在優(yōu)化吸收效果的同時(shí)，降低了制作和使用成本。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提出一種微波負(fù)載的制作方法，包括:通過(guò)鋸片銑刀制作兩個(gè)一端開(kāi)口的長(zhǎng)方體不銹鋼凹槽，包括:在長(zhǎng)方體不銹鋼凹槽的底部?jī)?nèi)表面制作多個(gè)凸起的相互平行的不銹鋼片，不銹鋼片沿長(zhǎng)度方向延伸，且每個(gè)不銹鋼片的凸起高度從開(kāi)口端沿長(zhǎng)度方向平滑增加；焊接加工后的長(zhǎng)方體不銹鋼凹槽，形成一端開(kāi)口的微波負(fù)載，微波負(fù)載以焊接位置為軸對(duì)稱(chēng)。
[0027]可選地，通過(guò)鋸片銑刀制作兩個(gè)一端開(kāi)口的長(zhǎng)方體不銹鋼凹槽還包括:在長(zhǎng)方體不銹鋼凹槽的底部的外側(cè)制作供流水通過(guò)的水冷通道、供水流入的水冷入口、供水流出的水冷出口。
[0028]可選地，還包括:在微波負(fù)載開(kāi)口端的對(duì)端制作抽真空口。
[0029]這樣的方法采用現(xiàn)有的制作工藝，分別完成微波負(fù)載一側(cè)的制作，再通過(guò)焊接形成完整的微波負(fù)載，降低了對(duì)制作工藝的要求，降低了制作成本，便于推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0030]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0031]圖1為本發(fā)明的微波負(fù)載的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0032]圖2為本發(fā)明的微波負(fù)載的一個(gè)實(shí)施例的部分示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明的微波負(fù)載的另一個(gè)實(shí)施例的垂直于長(zhǎng)度方向的部分剖面圖。
[0034]圖4為本發(fā)明的微波負(fù)載的又一個(gè)實(shí)施例的部分剖面圖。
[0035]圖5為本發(fā)明的微波負(fù)載的另一個(gè)實(shí)施例的垂直于寬度方向的部分剖面圖。
[0036]圖6為本發(fā)明的微波負(fù)載的再一個(gè)實(shí)施例的部分剖面圖。
[0037]圖7為本發(fā)明的微波負(fù)載的制作方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0039]本發(fā)明的微波負(fù)載可以為金屬材質(zhì)，長(zhǎng)方體，中空結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，微波負(fù)載包括吸收匹配段1和均勻吸收段2。其中，吸收匹配段1位于微波負(fù)載靠近入口 10的一側(cè)，內(nèi)部包括凸起高度從入口端沿長(zhǎng)度方向平滑增加的金屬片9，以達(dá)到匹配吸收的目的。在一個(gè)實(shí)施例中，微波負(fù)載為不銹鋼材質(zhì)，金屬片為不銹鋼片。均勻吸收段2與吸收匹配段1相連，內(nèi)部?jī)蓚?cè)的金屬片凸起高度維持不變，例如，維持吸收匹配段中金屬片的最高高度，能夠充分的吸收能量。
[0040]這樣的微波負(fù)載能夠在常溫工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)相對(duì)X波段來(lái)說(shuō)波長(zhǎng)較大、吸收更困難的S波段微波的高功率吸收，采用金屬材質(zhì)對(duì)制作工藝要求低，不易攜帶空氣，且不易損壞，在優(yōu)化吸收效果的同時(shí)，降低了制作和使用成本。
[0041]在一個(gè)實(shí)施例中，微波負(fù)載還包括波導(dǎo)過(guò)渡段3，位于微波負(fù)載入口側(cè)的一端，能夠與不同型號(hào)的波導(dǎo)相連接。這樣的微波負(fù)載能夠?qū)崿F(xiàn)方便的與多種型號(hào)的波導(dǎo)連接，提高了適配性，能夠方便的應(yīng)用于多種系統(tǒng)中。
[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，微波負(fù)載還包括結(jié)尾段4，能夠吸收經(jīng)吸收匹配段1和均勻吸收段2后的剩余能量，從而實(shí)現(xiàn)更為充分的吸收微波。
[0043]在一個(gè)實(shí)施例中，微波負(fù)載還具有水冷結(jié)構(gòu)，如圖1中所示，水流從水冷入口 6流入水冷通道5，再?gòu)乃涑隹?7流出，實(shí)現(xiàn)對(duì)微波負(fù)載的降溫，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，微波負(fù)載還具有抽真空口 8。抽真空8位于入口 10的對(duì)端，通過(guò)抽真空口將系統(tǒng)內(nèi)部抽真空，從而保障微波負(fù)載內(nèi)維持真空環(huán)境，保障對(duì)微波的吸收效率。
[0045]在一個(gè)實(shí)施例中，微波負(fù)載采用不銹鋼材質(zhì)，一端為入口 10，在內(nèi)部相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面的每一個(gè)側(cè)面，連接多個(gè)相互平行的不銹鋼片9，不銹鋼片9沿微波負(fù)載的長(zhǎng)度方向延伸，不銹鋼片9的高度從入口端沿長(zhǎng)度方向平滑增加。
[0046]這樣的微波負(fù)載能夠在常溫工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)S波段微波的高功率吸收，不銹鋼材料為相對(duì)廉價(jià)的常用材料，加工工藝成熟，對(duì)制作工藝要求相對(duì)較低，不易攜帶空氣，且不易損壞，在優(yōu)化吸收效果的同時(shí)，降低了制作和使用成本。
[0047]在一個(gè)實(shí)施例中，不銹鋼片9的具體結(jié)構(gòu)如圖2中所示，圖2中對(duì)微波負(fù)載的一半作了部分剖面，從剖開(kāi)的部分可以看出，不銹鋼片9平行排列，從入口端向?qū)Χ搜由欤噜彽牟讳P鋼片之間具有平行空隙。不銹鋼片9的高度從入口端沿長(zhǎng)度方向平滑增加。不銹鋼片9的沿垂直于長(zhǎng)度方向的切面結(jié)構(gòu)如圖3中所示。不銹鋼片9呈梳齒狀排列，每個(gè)不銹鋼片相同，且相鄰的不銹鋼片間留有空隙。
[0048]這樣的微波負(fù)載能夠?yàn)檫M(jìn)入空腔內(nèi)的微波創(chuàng)造更多的反射、吸收面，有利于能量的高效吸收