圓形槽波導腔穩式振蕩器制造技術

圓形槽波導腔穩式振蕩器是一種用于微波、毫米波和亞毫米波的圓形槽波導腔穩式振蕩器，該圓形槽波導振蕩器采用上絕緣條、下絕緣條分別位于前金屬平板、后金屬平板二塊金屬平板之間的兩側隔開二塊金屬平板，在上絕緣條、下絕緣條內側分別設有尖劈形匹配干負載，在二塊金屬平板端面的對稱中心設有一個沿著平板長度方向且直徑為Ｄ的圓形通孔構成圓形槽波導；在二塊金屬平板之間的空隙中設有一個與圓形通孔相垂直的晶體管座和同軸低通濾波器及調諧螺釘，晶體管座和同軸低通濾波器位于同一條軸線上，調諧螺釘與同軸低通濾波器相平行。在圓形槽波導的一端設有高Ｑ圓柱可調諧振腔，腔的軸線與圓形通孔垂直。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是一種用于微波、毫米波和亞毫米波的圓形槽波導腔穩式振蕩器，屬于振蕩器制造的

技術介紹
從微波到亞毫米波這一頻率范圍內，振蕩器大體有二類一類是由真空電子器件與波導結合而成，另一類是固態器件與波導結合而成，本專利技術屬于后者。 振蕩器是產生電磁波的源泉，因此它是微波、毫米波和亞毫米波技術中最重要的部件之一。振蕩器是有源器件與波導相結合的結果，有一類波導就有一種與該類波導相適應的振蕩器。槽波導是一類新型波導，它有尺寸大，功率容量高、損耗低、頻帶寬、色散小等優點。因此研究開發建立在槽波導基礎上的振蕩器有重要意義。 雖然國外有人提出過矩形槽波導振蕩器和“V”形槽波導振蕩器，但是這些所謂的“振蕩器”僅僅是矩形波導振蕩器加矩形波導——矩形槽波導模式變換器的組合或是菱形波導振蕩器加菱形波導——“V”形槽波導模式變換器的組合，它們僅是矩形波導振蕩器或菱形波導振器，都不是真正意義上的槽波導振蕩器，至今國際上還沒有一種真正意義上的槽波導振蕩器——那就是直接在槽波導內安裝固態器件而構成的振蕩器。
技術實現思路
技術問題本專利技術的目的是針對現有技術之不足，提供一種圓形槽波導腔穩式振蕩器，使振蕩器頻率穩定度更高，從而使要求技術指標較高的圓形槽波導系統或整機能滿足要求。裝上耦合膜片還可以應用到技術指標要求較高的矩形波導系統或整機上。 技術方案；本專利技術根據圓形槽波導腔穩式振蕩器理論設計而成。其特點是圓形槽波導采用上、下絕緣條隔開兩塊金屬平板，在絕緣條內側裝有尖劈形匹配干負載，尖劈的高度是電磁波工作半波長的整數倍，在二塊金屬平板端面的對稱中心有一個沿著平板長度方向直徑為D的圓形通孔構成圓形槽波導。其具體結構為該圓形槽波導振蕩器采用上絕緣條、下絕緣條分別位于前金屬平板、后金屬平板二塊金屬平板之間的兩側，隔開二塊金屬平板，在上絕緣條、下絕緣條內側分別設有尖劈形匹配干負載，在二塊金屬平板端面的對稱中心設有一個沿著平板長度方向且直徑為D的圓形通孔構成圓形槽波導；在二塊金屬平板之間的空隙中設有一個與圓形通孔相垂直的晶體管座和同軸低通濾波器及調諧螺釘，晶體管座和同軸低通濾波器位于同一條軸線上，調諧螺釘與同軸低通濾波器相平行；在晶體管座位于圓形通孔內的一端內設有下徑向盤，晶體管座的另一端固定在下絕緣條螺母上；在同軸低通濾波器位于圓形通孔內的一端設有上徑向盤，同軸低通濾波器的另一端固定在上絕緣條螺母上；晶體管設在晶體管座上并位于下徑向盤和上徑向盤之間；調諧螺釘固定在螺母上，調諧螺釘螺母固定在上絕緣條上；在圓形槽波導的端面設有高Q圓柱諧振腔，在高Q圓柱諧振腔內設有由短路片，在高Q圓柱諧振腔的端口設有端蓋，短路片由活塞桿連接，活塞桿的一端穿過端蓋伸出端蓋外。 尖劈形匹配干負載的尖劈高度是電磁波工作半波長的整數倍。在圓形槽波導長度方向是振蕩器能量輸出的方向。高Q圓柱諧振腔中的短路片由多片組成，短路片的平面形狀為圓形。在圓形槽波導的一端面即高Q圓柱諧振腔的對面設有耦合膜片，在耦合膜片的中間設有耦合孔。耦合孔為圓形或矩形。 穩腔振蕩器的能量可通過耦合膜片輸出。 工作原理及工作過程圓形槽波導腔穩式振蕩器的工作原理及工作過程分二部分說明一是振蕩器的工作原理，二是穩頻的工作原理。 圓形槽波導振蕩器的工作原理可以用等效電路來說明晶體管的導納可以表示成Yl＝Gl+jBl(其中Yl為導納，Gl為電導，jBl為電納)，當電壓經低通濾波器、徑向盤加到晶體管上以后，晶體管會出現負電導現象，即Gl＜0，這表明晶體管的電導非但不是消耗能量，反面是提供能量的源泉，晶體管的引線電感和電容構成Bl，Bl的符號和大小與工作頻率有關。 除了晶體管以外的負載導納表示為YL＝GL+jbL(其中YL為負載導納，GL為負載電導，jBL為負載電納，這里GL是正值表示消耗能量，BL的符號與大小也與工作頻率有關。 當晶體管的導納與外電路的導納滿足以下條件時，圓形槽波導振蕩器達到穩定振蕩∑G＝Gl+GL＝0∑B＝Bl+BL＝0負載就源源不斷從晶體管中獲得微波、毫米波、亞毫米波能量。 高Q穩頻腔實現振蕩器穩頻的原理是，提高振蕩系統的品質因數就提高了頻率穩定度，振蕩系統的品質因數與一個周期內振蕩系統內電磁場儲能成正比而與損耗能量成反比。為了提高原有振蕩器的頻率穩定度，外接一高品質因數的諧振腔，使該腔的品質因數大大高于被穩定振蕩器回路的品質因數，從而大大提高一個周期內振蕩系統電磁場儲能，以此來提高振蕩系統的品質因數，使振蕩器的頻率穩定度提高。 有益效果本專利技術建立在圓形槽波導基礎之上，圓形槽波導的大尺寸、高功率容量、低損耗、寬頻帶等優點對圓形槽波導腔穩式振蕩器產生直接的作用，例如1、在短毫米、亞毫米波段由于矩形波導橫截面尺寸很小，加工難度很大，成本很高。圓形槽波導在上述相同的工作波段，橫截面尺寸增大很多，加工難度減小，成本降低。 2、在短毫米、亞毫米波段，矩形波導的衰減系數已經大到難以接受的程度，圓形槽波導衰減系數比它小一個數量級以上，所以用圓形槽波導制成的腔穩式振蕩器損耗小、質量高。 3、由于高Q諧振腔的穩頻作用，使振蕩器的頻率穩定度比普通圓形槽波導振蕩器高，可以滿足高要求的使用情況。 4、如果整機或測量系統是用圓形槽波導建立起來的，那么圓形槽波導腔穩式振蕩器可以直接連接到整機或測量系統上，我們直接在圓形槽波導內安裝固態器件制成圓形槽波導振蕩器，對研制其它各種槽波導振蕩器有推動作用。但是，圓形槽波導振蕩器在高要求場合尚有不足，如頻率偏移較大，頻率穩度較差，相位噪聲比較差，這就影響它的使用范圍，我們可以用相位鎖定技術或高Q腔穩定技術來改善普通圓形槽波導振蕩器的技術指標，這里用高Q腔穩定技術來實現，它有結構簡單，造價便宜等優點。 因圓形槽波導腔穩式振蕩器的頻率穩定度較好，可用作通訊系統中的本地振蕩器，對提高圓形槽波導整機水平，對提高圓形槽波導測量系統的質量有重要意義。 附圖說明 圖1a為本專利技術圓形槽波導腔穩式振蕩器的結構示意圖；圖1b為圖1a中的A-A向剖視結構示意圖；圖1c為圖1a的俯視結構示意圖。 圖2a為上尖劈形匹配干負載的結構示意圖；圖2b為圖2a中的A-A向剖視結構示意圖；圖2c為圖2a的俯視結構示意圖。 圖2d為下尖劈形匹配干負載的結構示意圖；圖2e為圖2d中的A-A向剖視結構示意圖；圖2f為圖2e的俯視結構示意圖。 圖3為用于干負載的絕緣條。 圖4為低通濾波器示例圖。 圖5為圓形孔耦合膜片23的結構示意圖。 圖6是矩形孔耦合膜片23的結構示意圖。 以上的圖中有、上絕緣條1a、下絕緣條1b、前金屬平板2、尖劈形匹配干負載3、螺栓4、后金屬平板5、晶體管座6、下絕緣條螺母7、下徑向盤8、晶體管9、上徑向盤10、同軸低通濾波器11、同軸線外導體12、上絕緣條螺母13、電纜插座14、絕緣套15、調諧螺釘16、調諧螺釘固定螺母17，高Q圓柱諧振腔18、短路片19、活塞桿20、端蓋21、螺釘22、耦合膜片23、耦合孔231、圓形通孔24。 具體實施方式 本專利技術通過以下幾步實現(1)圓形槽波導取二塊加工后尺寸相同的金屬平板，平板長度方向為Z軸方向，長度由設計需要而定，材料可采用銅、黃銅、合金鋁等良導體，平板的寬度W和高度H與傳輸的工本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種圓形槽波導腔穩式振蕩器，包括上絕緣條、下絕緣條、金屬平板、尖劈形匹配干負載，其特征是該圓形槽波導腔穩式振蕩器采用上絕緣條（１ａ）、下絕緣條（１ｂ）分別位于前金屬平板（２）、后金屬平板（５）二塊金屬平板之間的兩側隔開二塊金屬平板，在上絕緣條（１ａ）、下絕緣條（１ｂ）內側分別設有尖劈形匹配干負載（３），在二塊金屬平板端面的對稱中心設有一個沿著平板長度方向且直徑為Ｄ的圓形通孔（２４）構成圓形槽波導；在二塊金屬平板之間的空隙中設有一個與圓形通孔（２４）相垂直的晶體管座（６）和同軸低通濾波器（１１）及調諧螺釘（１６），晶體管座（６）和同軸低通濾波器（１１）位于同一條軸線上，調諧螺釘（１６）與同軸低通濾波器（１１）相平行；在晶體管座（６）位于圓形通孔（２４）內的一端內設有下徑向盤（８），晶體管座（６）的另一端固定在下絕緣條螺母（７）上；在同軸低通濾波器（１１）位于圓形通孔（２４）內的一端內設有上徑向盤（１０），同軸低通濾波器（１１）的另一端固定在上絕緣條螺母（１３）上；晶體管（９）設在晶體管座（６）上并位于下徑向盤（８）和上徑向盤（１０）之間；調諧螺釘（１６）固定在調諧螺釘固定螺母（１７）上，調諧螺釘固定螺母（１７）固定在上絕緣條（１ａ）上；在圓形槽波導的端面設有高Ｑ圓柱諧振腔（１８），在高Ｑ圓柱諧振腔（１８）內設有由短路片（１９），在高Ｑ圓柱諧振腔（１８）的端口設有端蓋（２１），短路片（１９）由活塞桿（２０）連接，活塞桿（２０）的一端穿過端蓋（２１）伸出端蓋（２１）外。...

【技術特征摘要】
1.一種圓形槽波導腔穩式振蕩器，包括上絕緣條、下絕緣條、金屬平板、尖劈形匹配干負載，其特征是該圓形槽波導腔穩式振蕩器采用上絕緣條(1a)、下絕緣條(1b)分別位于前金屬平板(2)、后金屬平板(5)二塊金屬平板之間的兩側隔開二塊金屬平板，在上絕緣條(1a)、下絕緣條(1b)內側分別設有尖劈形匹配干負載(3)，在二塊金屬平板端面的對稱中心設有一個沿著平板長度方向且直徑為D的圓形通孔(24)構成圓形槽波導；在二塊金屬平板之間的空隙中設有一個與圓形通孔(24)相垂直的晶體管座(6)和同軸低通濾波器(11)及調諧螺釘(16)，晶體管座(6)和同軸低通濾波器(11)位于同一條軸線上，調諧螺釘(16)與同軸低通濾波器(11)相平行；在晶體管座(6)位于圓形通孔(24)內的一端內設有下徑向盤(8)，晶體管座(6)的另一端固定在下絕緣條螺母(7)上；在同軸低通濾波器(11)位于圓形通孔(24)內的一端內設有上徑向盤(10)，同軸低通濾波器(11)的另一端固定在上絕緣條螺母(13)上；晶體管(9)設在晶體管座(6)上并位于下徑向盤(8)和上徑向盤(10)之間；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊鴻生，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：84[中國|南京]