專利名稱：射頻寬帶高功率電子管放大器3/4λ波長(zhǎng)輸出諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諧振腔技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種射頻寬帶高功率電子管放大器3/4 λ波長(zhǎng)輸出諧振腔。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，輸出諧振腔的常規(guī)技術(shù)方案為1/4λ短路諧振腔+耦合電容的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的輸出諧振腔的電子管分布參數(shù)對(duì)高頻率1/4λ波長(zhǎng)尺寸的限制，所以難以實(shí)現(xiàn)大功率傳輸，從而不能滿足大于70MHz頻率以上的射頻輸出功率的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種射頻寬帶高功率電子管放大器3/4 λ波長(zhǎng)輸出諧振腔，以解決現(xiàn)有技術(shù)不能滿足大于70MHz頻率以上的射頻輸出功率的要求的問(wèn)題?！け景l(fā)明提供一種種射頻寬帶高功率電子管放大器3/4λ波長(zhǎng)輸出諧振腔，用于為射頻寬帶高功率電子管放大器輸出回路進(jìn)行調(diào)諧調(diào)配，包括諧振腔內(nèi)導(dǎo)體、諧振腔外導(dǎo)體、輸出耦合電容、輸出耦合電容調(diào)諧裝置、射頻輸出同軸饋線、同軸薄膜隔直電容、諧振腔短路腔板、以及諧振腔短路腔板調(diào)諧裝置；諧振腔內(nèi)導(dǎo)體與諧振腔外導(dǎo)體為同軸結(jié)構(gòu)；在諧振腔內(nèi)導(dǎo)體和諧振腔外導(dǎo)體之間的諧振腔內(nèi)設(shè)置有諧振腔短路腔板，諧振腔短路腔板用于根據(jù)射頻功率輸出的頻率對(duì)諧振腔進(jìn)行調(diào)諧；諧振腔短路腔板調(diào)諧裝置與諧振腔短路腔板相連接，用于調(diào)節(jié)諧振腔短路腔板的位置；諧振腔內(nèi)導(dǎo)體通過(guò)底部的同軸薄膜隔直電容與電子管放大器的陽(yáng)極相連接，用于對(duì)電子管放大器發(fā)送的射頻功率進(jìn)行傳輸；輸出耦合電容設(shè)置于諧振腔內(nèi)導(dǎo)體和諧振腔外導(dǎo)體之間的諧振腔中與射頻輸出同軸饋線相對(duì)應(yīng)的位置上，用于對(duì)射頻功率輸出進(jìn)行調(diào)配；輸出耦合電容諧裝置的一端與輸出耦合電容連接，并穿過(guò)射頻輸出同軸饋線的內(nèi)部，使其另一端暴露于諧振腔外導(dǎo)體外，用于調(diào)節(jié)輸出耦合電容的大小；射頻輸出同軸饋線設(shè)置于諧振腔外導(dǎo)體上，用于進(jìn)行射頻功率輸出。優(yōu)選地，諧振腔內(nèi)導(dǎo)體為正方形框架結(jié)構(gòu)、或同軸結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，諧振腔外導(dǎo)體為正方形框架結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，諧振腔采用3/4 λ腔體結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)選地，諧振腔內(nèi)導(dǎo)體上設(shè)置有可打開的窗口，用于安裝或取出電子管放大器。優(yōu)選地，諧振腔短路腔板采用簧片滑板結(jié)構(gòu)與諧振腔內(nèi)導(dǎo)體和諧振腔外導(dǎo)體連接。優(yōu)選地，射頻輸出同軸饋線在70MHz至IlOMHz頻率范圍之內(nèi)，進(jìn)行250KW的射頻
功率輸出。本發(fā)明有益效果如下通過(guò)對(duì)輸出回路進(jìn)行調(diào)諧調(diào)配，均采用同軸短路腔的形式，通過(guò)改變短路腔的長(zhǎng)度腔體調(diào)諧，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能滿足大于70MHz頻率以上的射頻輸出功率的要求的問(wèn)題，能夠覆蓋70 IlOMHz頻率范圍，解決射頻大功率輸出及7(TlIOMHz較高頻率環(huán)節(jié)的瓶頸，對(duì)射頻功率調(diào)諧耦合輸出得以順利的實(shí)現(xiàn)，起到了決定性的作用。此外，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案很好地解決了輸出功率最大10(T250kW (連續(xù)波及脈沖雙模式)，工作頻率在7(Γ 10ΜΗζ射頻功率放大輸出，為核聚變微波加熱設(shè)備、重粒子加速器、輻照加速器等設(shè)備的粒子加速提供了必要的條件。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的射頻寬帶高功率電子管放大器3/4 λ波長(zhǎng)輸出諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的250kW腔體結(jié)構(gòu)實(shí)物部件的示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的射頻諧振輸出腔的電路示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的射頻輸出腔計(jì)算等效電路示意·
圖5是本發(fā)明實(shí)施例的250kW腔放實(shí)際工作狀態(tài)采集截圖。
具體實(shí)施例方式為了解決現(xiàn)有技術(shù)中不能滿足大于70MHz頻率以上的射頻輸出功率的要求的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種射頻寬帶高功率電子管放大器3/4λ波長(zhǎng)輸出諧振腔，本發(fā)明實(shí)施例的射頻寬帶高功率電子管放大器3/4 λ波長(zhǎng)輸出諧振腔是為高功率金屬陶瓷電子四極管放大器輸出回路使用設(shè)計(jì)的，用于功率調(diào)諧調(diào)配，電子管放大器輸出回路，要求在70MHz至IlOMHz頻率范圍內(nèi)，輸出250kW射頻連續(xù)波功率，現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有足夠功率容量的集中參數(shù)真空電容來(lái)實(shí)現(xiàn)上述耦合，所以對(duì)輸出回路進(jìn)行調(diào)諧調(diào)配，均采用同軸短路腔的形式，通過(guò)改變短路腔的長(zhǎng)度腔體調(diào)諧?？梢愿采w70 IlOMHz頻率范圍。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射頻寬帶高功率電子管放大器3/4λ波長(zhǎng)輸出諧振腔包括有可調(diào)節(jié)諧振內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體，射頻輸出同軸饋線等。3/4 λ波長(zhǎng)輸出諧振腔的內(nèi)導(dǎo)體為正方形或同軸結(jié)構(gòu)，外導(dǎo)體為正方形結(jié)構(gòu)；所述的內(nèi)導(dǎo)體通過(guò)同軸薄膜隔直電容與電子管陽(yáng)極相連接，用于射頻功率傳輸。以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種射頻寬帶高功率電子管放大器3/4 λ波長(zhǎng)輸出諧振腔，用于為射頻寬帶高功率電子管放大器輸出回路進(jìn)行調(diào)諧調(diào)配。圖I是本發(fā)明實(shí)施例的射頻寬帶高功率電子管放大器3/4 λ波長(zhǎng)輸出諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射頻寬帶高功率電子管放大器3/4 λ波長(zhǎng)輸出諧振腔包括諧振腔內(nèi)導(dǎo)體10、諧振腔外導(dǎo)體11、輸出耦合電容12、輸出耦合電容調(diào)諧裝置13、射頻輸出同軸饋線14、同軸薄膜隔直電容15、諧振腔短路腔板16、以及諧振腔短路腔板調(diào)諧裝置17 ;以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。諧振腔內(nèi)導(dǎo)體10與諧振腔外導(dǎo)體11為同軸結(jié)構(gòu)；其中，諧振腔內(nèi)導(dǎo)體10為正方形框架結(jié)構(gòu)、或同軸結(jié)構(gòu)。諧振腔外導(dǎo)體11為正方形框架結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，諧振腔內(nèi)導(dǎo)體10上設(shè)置有可打開的窗口，用于安裝或取出電子管放大器。在諧振腔內(nèi)導(dǎo)體10和諧振腔外導(dǎo)體11之間的諧振腔內(nèi)設(shè)置有諧振腔短路腔板16，諧振腔短路腔板16用于根據(jù)射頻功率輸出的頻率對(duì)諧振腔進(jìn)行調(diào)諧；上述諧振腔采用3/4 λ腔體結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)選地，諧振腔短路腔板16采用簧片滑板結(jié)構(gòu)與諧振腔內(nèi)導(dǎo)體10和諧振腔外導(dǎo)體11連接。諧振腔短路腔板調(diào)諧裝置17與諧振腔短路腔板16相連接，用于調(diào)節(jié)諧振腔短路腔板16的位置；諧振腔內(nèi)導(dǎo)體10通過(guò)底部的同軸薄膜隔直電容15與電子管放大器的陽(yáng)極相連接，用于對(duì)電子管放大器發(fā)送的射頻功率進(jìn)行傳輸；輸出耦合電容12設(shè)置于諧振腔內(nèi)導(dǎo)體10和諧振腔外導(dǎo)體11之間的諧振腔中與射頻輸出同軸饋線14相對(duì)應(yīng)的位置上，用于對(duì)射頻功率輸出進(jìn)行調(diào)配；輸出耦合電容調(diào)諧裝置13的一端與輸出耦合電容12連接，并穿過(guò)射頻輸出同軸饋線14的內(nèi)部，使其另一端暴露于諧振腔外導(dǎo)體11外，用于調(diào)節(jié)輸出耦合電容12的大小；射頻輸出同軸饋線14設(shè)置于諧振腔外導(dǎo)體11上，用于進(jìn)行射頻功率輸出。優(yōu)選地，射頻輸出同軸饋線14在70MHz至IlOMHz頻率范圍之內(nèi)，進(jìn)行250KW的射頻功率輸出?！ひ韵陆Y(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的250kW腔體結(jié)構(gòu)實(shí)物部件的示意圖，如圖2所示，包括輸出腔體I、輸出腔內(nèi)腔2、陽(yáng)極隔直電容器3、簾柵輸入電容4、電子四極管5、電子管輸入腔6、陰極冷卻風(fēng)機(jī)7、腔體冷卻風(fēng)機(jī)8、信號(hào)濾波隔板9、門開關(guān)10、輸出同軸饋線11、輸出耦合電容調(diào)諧裝置12、以及輸出測(cè)試頭13。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的250kW功率放大器的輸出回路采用單調(diào)諧回路輸腔，內(nèi)外導(dǎo)體可設(shè)計(jì)為方形或圓柱型，電子管可以從內(nèi)腔打開一個(gè)長(zhǎng)方窗口中安裝或取出，不需要移動(dòng)腔體，維護(hù)方便。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的射頻諧振輸出腔的電路示意圖，如圖3所示，它主要由以下幾個(gè)部分組成輸出諧振腔等效電感L201及調(diào)諧裝置M4，輸出耦合電容C201及調(diào)諧裝置M5等。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的射頻輸出腔計(jì)算等效電路示意圖，如圖4所示，Co電子管輸出分布電容，C202為陽(yáng)極隔直電容，對(duì)射頻信號(hào)來(lái)說(shuō)可視為短路。Roe為電子管陽(yáng)極輸出阻抗，C205是電子管簾柵對(duì)地電容，C206是電子管柵極對(duì)地電容，L204是電子管陽(yáng)極射頻阻流圈。圖5是本發(fā)明實(shí)施例的250kW腔放實(shí)際工作狀態(tài)采集截圖。根據(jù)微波傳輸線及匹配網(wǎng)絡(luò)理論可計(jì)算出腔長(zhǎng)及輸出耦合電容值。由于腔體下方受到電子管，隔直電容及輸出連接裝置的各種分布參數(shù)的影響，腔體等效模型會(huì)有所改變，所以上述數(shù)據(jù)在實(shí)際調(diào)機(jī)當(dāng)中需要進(jìn)一步確定最佳值。綜上所述，借助于本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，通過(guò)對(duì)輸出回路進(jìn)行調(diào)諧調(diào)配，均采用同軸短路腔的形式，通過(guò)改變短路腔的長(zhǎng)度腔體調(diào)諧，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能滿足大于70MHz頻率以上的射頻輸出功率的要求的問(wèn)題，能夠覆蓋70 IlOMHz頻率范圍，解決射頻大功率輸出及7(TllOMHz較高頻率環(huán)節(jié)的瓶頸，對(duì)射頻功率調(diào)諧耦合輸出得以順利的實(shí)現(xiàn)，起到了決定性的作用。此外，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案很好地解決了輸出功率最大10(T250kW (連續(xù)波及脈沖雙模式)，工作頻率在7(TllOMHz射頻功率放大輸出，為核聚變微波加熱設(shè)備、重粒子加速器、輻照加速器等設(shè)備的粒子加速提供了必要的條件。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到各種改進(jìn)、增加和取代也是可能的，因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)不限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種射頻寬帶高功率電子管放大器3/4 λ波長(zhǎng)輸出諧振腔，用于為射頻寬帶高功率電子管放大器輸出回路進(jìn)行調(diào)諧調(diào)配，其特征在于，包括諧振腔內(nèi)導(dǎo)體、諧振腔外導(dǎo)體、輸出耦合電容、輸出耦合電容調(diào)諧裝置、射頻輸出同軸饋線、同軸薄膜隔直電容、諧振腔短路腔板、以及諧振腔短路腔板調(diào)諧裝置； 所述諧振腔內(nèi)導(dǎo)體與所述諧振腔外導(dǎo)體為同軸結(jié)構(gòu)；在所述諧振腔內(nèi)導(dǎo)體和所述諧振腔外導(dǎo)體之間的諧振腔內(nèi)設(shè)置有所述諧振腔短路腔板，所述諧振腔短路腔板用于根據(jù)射頻功率輸出的頻率對(duì)所述諧振腔進(jìn)行調(diào)諧；所述諧振腔短路腔板調(diào)諧裝置與所述諧振腔短路腔板相連接，用于調(diào)節(jié)所述諧振腔短路腔板的位置；所述諧振腔內(nèi)導(dǎo)體通過(guò)底部的所述同軸薄膜隔直電容與所述電子管放大器的陽(yáng)極相連接，用于對(duì)所述電子管放大器發(fā)送的射頻功率進(jìn)行傳輸；所述輸出耦合電容設(shè)置于所述所述諧振腔內(nèi)導(dǎo)體和所述諧振腔外導(dǎo)體之間的諧振腔中與所述射頻輸出同軸饋線相對(duì)應(yīng)的位置上，用于對(duì)射頻功率輸出進(jìn)行調(diào)配；所述輸出耦合電容諧裝置的一端與所述輸出耦合電容連接，并穿過(guò)所述射頻輸出同軸饋線的內(nèi)部，使其另一端暴露于所述諧振腔外導(dǎo)體外，用于調(diào)節(jié)所述輸出耦合電容的大??；所述射頻輸出同軸饋線設(shè)置于所述諧振腔外導(dǎo)體上，用于進(jìn)行射頻功率輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的諧振腔，其特征在于，所述諧振腔內(nèi)導(dǎo)體為正方形框架結(jié)構(gòu)、或同軸結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的諧振腔，其特征在于，所述諧振腔外導(dǎo)體為正方形框架結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的諧振腔，其特征在于，所述諧振腔采用3/4λ腔體結(jié)構(gòu)形式。
5.如權(quán)利要求I所述的諧振腔，其特征在于，所述所述諧振腔內(nèi)導(dǎo)體上設(shè)置有可打開的窗口，用于安裝或取出所述電子管放大器。
6.如權(quán)利要求I所述的諧振腔，其特征在于，所述諧振腔短路腔板采用簧片滑板結(jié)構(gòu)與所述諧振腔內(nèi)導(dǎo)體和所述諧振腔外導(dǎo)體連接。
7.如權(quán)利要求I所述的諧振腔，其特征在于，所述射頻輸出同軸饋線在70MHz至IlOMHz頻率范圍之內(nèi)，進(jìn)行250KW的射頻功率輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻寬帶高功率電子管放大器3/4λ波長(zhǎng)輸出諧振腔。用于為射頻寬帶高功率電子管放大器輸出回路進(jìn)行調(diào)諧調(diào)配，包括諧振腔內(nèi)導(dǎo)體、諧振腔外導(dǎo)體、輸出耦合電容、輸出耦合電容調(diào)諧裝置、射頻輸出同軸饋線、同軸薄膜隔直電容、諧振腔短路腔板、以及諧振腔短路腔板調(diào)諧裝置，借助于本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，很好地解決了輸出功率最大100~250kW(連續(xù)波及脈沖雙模式)，工作頻率在70~110MHz射頻功率放大輸出，為核聚變微波加熱設(shè)備、重粒子加速器、輻照加速器等設(shè)備的粒子加速提供了必要的條件。
文檔編號(hào)H01J23/207GK102856623SQ201210257020
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者魏世東, 高岷民, 余才軍, 文睿, 邵炫, 姜勇 申請(qǐng)人:北京長(zhǎng)峰廣播通訊設(shè)備有限責(zé)任公司