專利名稱：液體式高功率微波矩形波導衰減器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子技術領域中的微波器件，特別是一種與功率微波測量系統配套用 液體式高功率微波矩形波導衰減器。該衰減器在使用中把高功率信號衰減到測量系統能夠 測量的范圍之內，以便對信號進行分析和測量并提高其測試精度。
背景技術：
微波衰減器是微波系統中最常用的元件之一，尤其是在功率微波測量系統中，往 往需利用衰減器把功率信號衰減到測量系統能夠測量的范圍之內，再對信號進行分析和測 量，并提高其測試精度。目前常見的大功率微波衰減器分為干式衰減器和液體衰減兩類。 干式衰減器利用固體作為微波吸波材料，其衰減量隨頻率不穩(wěn)定，因而此種類型的衰減器 一般工作在固定頻點，并且固體衰減器散熱效率低、所以此類衰減器承受的功率也有限。液 體衰減器主要采用水作為衰減材料，水是一種常用的的微波吸收材料同時也能有效地帶走 熱量；名稱為《高功率矩形波導可調衰減器的仿真設計與實驗》(《東南大學學報(自然科 學版)》2008年7月第38卷第4期、P589-592)所公開的技術即屬于此類液體衰減器，該 衰減器以水為衰減液，容器結構為刀(片)形(即其腔內的衰減液也為下口部呈弧形的刀 片形)，在波導窄槽兩邊沿縱向豎起兩塊金屬板，平板頂面放一凸形上蓋板，蓋板中心有螺 桿，螺桿帶動傳動板，傳動板帶動容器在波導中上下移動，其目的是通過改變容器在波導中 的位置來改變衰減器的衰減量。該衰減器一是由于采用水作為衰減介質，水雖然是一種常 用的的微波吸收材料，但其穩(wěn)定性差，相對于不同的工作頻點其波動性大；二是衰減介質 (液)的形狀為刀片形，液量少，因此衰減器的衰減量小、功率容量小且散熱效率低；以該文 所述結構為例其最大衰減量僅為10. 3dB、所能承受的最大平均功率僅1. 5KW左右、且只能 在2. 45GHz下穩(wěn)定工作。因此，該類衰減器存在衰減介質(液)的工作頻帶窄、不同頻點下 的性能差別大、穩(wěn)定性差，對熱量的排除有限、所能承受的最大平均功率較低，亦不適合作 為大功率微波衰減器使用等缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對背景技術存在的缺陷，研究設計一種液體式高功率微波矩形 波導衰減器，以有效擴大其穩(wěn)定工作的頻帶范圍及衰減器的功率容量，大幅度提高其散熱 效率、功率衰減量及所能承受的最大平均功率；從而達到可與功率微波測量系統配套、用于 將大功率信號衰減到測量系統能夠測量的范圍之內，以便于對信號進行準確分析和測量、 并有效提高其測試精度，擴大其應用范圍等目的。本發(fā)明的解決方案是針對背景技術衰減介質(液)工作頻帶窄、穩(wěn)定性差，功率容 量小、散熱效率低，所能承受的最大平均功率小等弊?。徊捎名}溶液作為衰減介質以克服工 作頻帶窄、穩(wěn)定性差的缺陷，而采用前、后側面為斜面的梯形體容器作為衰減液容器、將梯 形體容器順軸向(沿微波傳輸方向)置于波導體內腔中，并與設于波導體外的衰減液強制 循環(huán)冷卻系統連通，在大量增加衰減液的的同時、將高溫液體介質從梯形體容器內輸到波導體外的散熱系統進行循環(huán)散熱，以穩(wěn)定衰減液溫度，從而達到穩(wěn)定衰減器衰減量、大幅度 提高其功率容量并克服液體衰減介質因持續(xù)吸收微波功率而導致溫度過高的弊端。因此， 本發(fā)明包括波導體，設有衰減液進、出口的衰減液容器及其固定機構，盛于容器內的衰減 液，關鍵在于在波導體外還設有一含衰減液冷卻箱(罐)、循環(huán)泵及衰減液循環(huán)管在內的強 制循環(huán)冷卻系統，而衰減液為鹽溶液，衰減液容器則是前、后側面為斜面的梯形體容器，在 梯形體容器的上、下底部還分別設有衰減液進、出液管口，在波導體上部蓋板及下底部對應 于梯形體容器上的衰減液進、出液管口部位還分別設有與衰減液強制循環(huán)冷卻系統連接的 衰減液進、出液管接頭，在梯形體容器的上底面與蓋板之間還設有固定、密封墊；梯形體容 器順軸向置于波導體內腔中、其底部的出液管口插入波導體衰減液出液管接頭內，并通過 設于梯形體容器上底面的固定、密封墊及蓋板與波導體固定成一體，梯形體容器衰減液進 液管口與蓋板上的衰減液進液管接頭之間亦通過固定、密封墊密封，而衰減液出液管口與 波導體出液管接頭之間則通過密封圈密封，波導體上的衰減液進、出液管接頭則通過循環(huán) 管與強制循環(huán)冷卻系統連接。上述梯形體衰減液容器為石英玻璃梯形體容器。而所述鹽溶液為硫酸鈉溶液或氯 化鈉溶液，溶液的濃度為l_3wt%。本發(fā)明由于采用等腰梯形石英玻璃容器作為衰減液容器、而采用鹽溶液作為衰減 液，并增設了衰減液強制循環(huán)冷卻系統；衰減器的衰減液容量大、駐波比很小(小于1. 3)、 功率衰減量大，可在1.8-2. 6GHz的寬頻段內工作、且穩(wěn)定性好，所能承受的平均功率為背 景技術的30倍左右。因而本發(fā)明衰減器具有工作的頻帶范圍寬、穩(wěn)定性好、駐波比小，大幅 度提高了衰減器的功率容量、散熱效率及所能承受的最大平均功率；與功率微波測量系統 配套、可將大功率信號衰減到測量系統能夠測量的范圍之內對信號進行準確分析和測量， 可有效提高其測試精度，擴大其應用范圍等特點。


圖1為本發(fā)明衰減器立體結構圖(軸測圖)；圖2為本發(fā)明結構示意圖(軸向剖視圖)。圖中1.波導體、1-1.衰減液出液管接頭，2.波導蓋板、2-1.衰減液進液管接頭， 3.固定、密封墊，4.梯形體容器、4-1.進液管口、4-2.出液管口，5.衰減液，6.密封墊，7.密 封圈。
具體實施例方式波導體1采用長為800mm的BJ22波導體、兩個衰減液出液管接頭1_1內徑均為 Φ9mm、高70mm，波導蓋板2(長X寬X厚)600X 110X3mm、其上的衰減液進液管接頭2-1 內徑Φ 15mm、高70mm;固定、密封墊3采用(長X寬X厚)200 X 103 X 3mm橡膠墊；梯形 容器4本實施方式采用石英玻璃、其下底長500mm、上底長200mm、寬103mm、高52. 5mm、厚 3mm、容積1.91L，進液管口 4-1內徑Φ 11mm、高40mm，兩個出液管口 4-2內徑均為Φ6πιπι、高 40mm，衰減液5采用濃度為l_3wt%的硫酸鈉溶液；本實施方式強制循環(huán)冷卻系統中冷卻 箱采用內設冷卻盤管的水冷卻箱、容積1. Om3，循環(huán)泵型號為bsp27160、流量16L/分鐘、進 液口及出液口內徑均為Φ 15mm，其出液口通過軟管直接與衰減液進液管接頭2-1連接、而進液口則通過三通管接頭及軟管分別與兩個衰減液出液管接頭1-1連接。
本實施方式液體式衰減器與微波測量系統配套用，當衰減液工作溫度在55°C左 右、工作頻率在1. 8-2. 6GHz時，其衰減量為50. 5dB_52. 5dB (是背景技術的5倍左右)，電壓 駐波比VSWR小于1. 3、反射量很小，具有良好的匹配特性；可承受平均功率為50KW，為背景 技術的30倍左右。電壓駐波比VSWR小于1. 3、反射量很小，具有良好的匹配特性；可承受 平均功率為50KW，為背景技術的30倍左右。
權利要求
一種液體式高功率微波矩形波導衰減器，包括波導體，設有衰減液進、出口的衰減液容器及其固定機構，盛于容器內的衰減液，其特征在于在波導體外還設有一含衰減液冷卻箱、循環(huán)泵及衰減液循環(huán)管在內的強制循環(huán)冷卻系統，而衰減液為鹽溶液，衰減液容器則是前、后側面為斜面的梯形體容器，在梯形體容器的上、下底部還分別設有衰減液進、出液管口，在波導體上部蓋板及下底部對應于梯形體容器上的衰減液進、出液管口部位還分別設有與衰減液強制循環(huán)冷卻系統連接的衰減液進、出液管接頭，在梯形體容器的上底面與蓋板之間還設有固定、密封墊；梯形體容器順軸向置于波導體內腔中、其底部的出液管口插入波導體衰減液出液管接頭內，并通過設于梯形體容器上底面的固定、密封墊及蓋板與波導體固定成一體，梯形體容器衰減液進液管口與蓋板上的衰減液進液管接頭之間亦通過固定、密封墊密封，而衰減液出液管口與波導體出液管接頭之間則通過密封圈密封，波導體上的衰減液進、出液管接頭則通過循環(huán)管與強制循環(huán)冷卻系統連接。
2.按權利要求1所述液體式高功率微波矩形波導衰減器，其特征在于所述梯形體衰減 液容器為石英玻璃梯形體容器。
3.按權利要求1所述液體式高功率微波矩形波導衰減器，其特征在于所述鹽溶液為硫 酸鈉溶液或氯化鈉溶液，溶液的濃度為l_3wt%。
全文摘要
該發(fā)明屬于微波器件中的與功率微波測量系統配套用液體式高功率微波矩形波導衰減器。包括波導體及設于其內的帶衰減液進、出口的梯形體衰減液容器，衰減液，設于波導體外并與衰減液容器連通的含衰減液冷卻箱、循環(huán)泵及衰減液循環(huán)管在內的強制循環(huán)冷卻系統。該發(fā)明采用梯形體石英玻璃作為衰減液容器、以鹽溶液作為衰減液，并增設了強制循環(huán)冷卻系統，因而具有工作頻帶寬、穩(wěn)定性好、駐波比小，衰減器的功率容量大、散熱效率及所能承受的最大平均功率高；與功率微波測量系統配套可將大功率信號有效地衰減到測量系統能夠測量的范圍之內，為對信號進行準確分析和測量提供有利條件，有利于擴大其應用范圍等特點。
文檔編號H01P1/22GK101950835SQ20101026893
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權日2010年8月31日
發(fā)明者童玲, 葛翼詩, 趙紫正, 高博 申請人:電子科技大學