本發(fā)明涉及磁控管，特別是可調(diào)式磁控管陰極電纜微波泄漏防護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

磁控管在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)(IMS)研究中的應(yīng)用日益廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。特別是在工業(yè)加熱應(yīng)用中具有連續(xù)波、大功率、長時間等特點，此時磁控管的微波泄漏將對控制電路產(chǎn)生致命影響。此外為確保電子產(chǎn)品的長期有效工作和對環(huán)境的電磁保護(hù)，各國對電子產(chǎn)品制定了嚴(yán)格的電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)，因此必須對磁控管的電磁兼容(EMC)性能進(jìn)行優(yōu)化。磁控管陰極引出線的泄漏功率不可忽略。目前對此問題的處理方法有兩種，即對陰極引出線加扼流套筒和LC濾波套筒或者扼流套筒和LC濾波的復(fù)合套筒。但這兩種結(jié)構(gòu)有一定的缺陷:對扼流套筒來說，因為磁控管產(chǎn)生的微波有一定的離散范圍，四分之一波長的條件不能嚴(yán)格滿足，此外當(dāng)扼流套筒內(nèi)微波能量不能及時消耗(超過它的容量)時，微波也要泄漏出來。對LC濾波套筒，當(dāng)工作于微波頻段時它的濾波通路一定要為嚴(yán)格的微波傳輸線才能把微波限制于傳輸線上，從而把微波濾除。

目前普遍直接采用金屬連接線接地的方法來濾波，這樣微波不可避免地要從接地線上輻射到空中。測試時，加載在接地線上的功率為-30時，線上的能量隨著頻率的升高而減少。當(dāng)頻率高于60MHz時，90％以上的能量都輻射到空間之中。此外，測試發(fā)現(xiàn)隨著額定輸出功率的升高磁控管陰極電纜在工作頻率處的輻射持續(xù)升高。實際上現(xiàn)工業(yè)用大功率磁控管常常出現(xiàn)微波通過陰極電纜耦合到控制機(jī)柜的情況，嚴(yán)重影響磁控管的正常工作?，F(xiàn)常用的應(yīng)急措施是：在磁控管陰極電纜的輸入端剝離掉一段屏蔽層，但這樣做存在缺陷，一方面微波信號會輻射到環(huán)境空間，對環(huán)境造成電磁污染，產(chǎn)品不能滿足相關(guān)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，另一方面環(huán)境空間的電磁信號也可能通過線纜、孔逢耦合到控制機(jī)柜，影響控制系統(tǒng)的正常工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是針對現(xiàn)有技術(shù)微波泄漏防護(hù)裝置的缺點，提供一種可調(diào)大功率、長時間工作的磁控管陰極電纜微波泄漏防護(hù)裝置，利用反射同軸線結(jié)構(gòu)和電阻薄膜材料阻止微波泄漏。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，可調(diào)式磁控管陰極電纜微波泄漏防護(hù)裝置，具有橫截面為圓形的套筒一1；套筒二4安裝在套筒一1末端并通過螺紋實現(xiàn)位置可調(diào)，套筒二4套置在具有陶瓷絕緣筒6的內(nèi)導(dǎo)體3上；內(nèi)導(dǎo)體3沿套筒一1和套筒二4中軸線穿過陶瓷絕緣筒6與陰極電纜連接；連接面2安裝在套筒一1的始端，套筒一1內(nèi)表面上鍍有電阻薄膜5，套筒一外表面上安裝有散熱片；所述陶瓷絕緣筒6外表面鍍有電阻薄膜；套筒一1內(nèi)徑D足夠大，套筒二內(nèi)徑d足夠小，控制D:d不小于8。

本發(fā)明的可調(diào)式磁控管陰極電纜微波泄漏防護(hù)裝置，內(nèi)導(dǎo)體和套筒一、2構(gòu)成同軸線傳輸系統(tǒng)，磁控管陰極電纜泄漏的微波能量在同軸傳輸線傳輸過程中，被套筒內(nèi)表面及陶瓷絕緣筒外表面上的電阻薄膜充分吸收，其轉(zhuǎn)化的熱量被散熱片或冷卻裝置帶走，保證了同軸線傳輸系統(tǒng)的正常工作，提高了防護(hù)裝置的可靠性。本發(fā)明中，套筒一和套筒二連接處構(gòu)成同軸線負(fù)載，由于套筒一和套筒二兩段同軸線的特性阻抗相差較大，其連接面處的反射系數(shù)將很大，可將絕大部分微波能量限制在套筒一長度這段空間中，方便電阻薄膜對微波能量充分吸收，以最大限度阻止微波泄漏。少部分進(jìn)入套筒二的微波能量可由陶瓷絕緣筒外表面上的電阻薄膜充分吸收。套筒一和套筒二連接面位置可調(diào)，以保證套筒一長度不等于半波長的整數(shù)倍且可以根據(jù)實際泄漏微波功率大小調(diào)節(jié)套筒一空間，減少體積。另一方面內(nèi)導(dǎo)體的采用保證同軸線傳輸系統(tǒng)的均勻，避免因過早產(chǎn)生反射而帶來的熱點問題。此外套筒一內(nèi)表面上電阻薄膜能通過散熱片或冷卻裝置把吸收微波而產(chǎn)生的熱量快速帶走。

進(jìn)一步的，所述套筒一內(nèi)徑D足夠大，以保證足夠的電阻薄膜表面積。由于套筒一相當(dāng)于同軸線傳輸系統(tǒng)的外導(dǎo)體，其內(nèi)徑除了滿足同軸傳輸線功率容量要求外，還應(yīng)當(dāng)保證電阻薄膜表面積，以利于微波充分吸收。

進(jìn)一步的，所述套筒一長度足夠長，且不等于半波長的整數(shù)倍。

套筒一長度足夠長利于微波充分吸收和快速散發(fā)熱量。套筒長度不等于半波長的整數(shù)倍，以保證不產(chǎn)生阻尼震蕩和使熱量分部均勻，避免產(chǎn)生熱點。

進(jìn)一步的，所述散熱片沿套筒一徑向均勻分布。

進(jìn)一步的，所述散熱片沿套筒一軸向均勻分布。散熱片均勻分布有利于提高散熱效率。

進(jìn)一步的，所述套筒二內(nèi)徑d足夠小，以保證兩段同軸線的特性阻抗相差較大，增大連接處的反射系數(shù)。

進(jìn)一步的，所述套筒二長度足夠長，以保證少部分達(dá)到套筒二的微波的充分吸收。

所述連接面、套筒一、套筒二和散熱片由良導(dǎo)體構(gòu)成。

采用良導(dǎo)體制作連接面、套筒一、套筒二和散熱片，以利于封閉微波能量和防止微波泄漏，散熱片采用良導(dǎo)體，以利于提高散熱效率，保障微波泄漏防護(hù)裝置正常運行。

更具體的，所述良導(dǎo)體為銅材。

采用銅材制作連接面、套筒、短路片和散熱片，具有足夠的強(qiáng)度和優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，并具有加工方便的特點。

本發(fā)明的有益效果是，采用同軸傳輸線及特性阻抗相差很大的同軸傳輸線結(jié)構(gòu)，可以將微波嚴(yán)格限制在同軸線系統(tǒng)中大大降低微波泄漏。將均勻微波傳輸線與電阻薄膜結(jié)合，套筒一內(nèi)表面上鍍電阻薄膜，有利于有效地消耗泄漏微波功率，提高散熱效率和避免產(chǎn)生熱點。套筒一和套筒二連接面位置可調(diào)，以保證套筒一長度不等于半波長的整數(shù)倍且可以根據(jù)實際泄漏微波功率大小調(diào)節(jié)套筒一空間，減少體積。

本發(fā)明有效解決了在磁控管頻率飄移情況下陰極電纜所產(chǎn)生的微波泄漏問題。有效解決了普通陰極LC濾波導(dǎo)線微波空間輻射的問題。及時有效的消耗陰極泄漏微波功率，能應(yīng)用于連續(xù)波、大功率、長時間工作的陰極微波泄漏防護(hù)?？捎糜谡{(diào)頻磁控管(寬頻帶)的陰極微波泄漏防護(hù)。

附圖說明

圖1是實施例1的示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖3是實施例2的示意圖；

圖4是圖3的B-B剖視圖；

圖5為某磁控管外側(cè)微波泄漏分布圖；

圖6為安裝本發(fā)明磁控管陰極電纜微波泄漏防護(hù)裝置后，相同磁控管相同位置處的微波泄漏分布圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。

實施例1

本實施例以2.45GHz的大功率磁控管陰極電纜微波泄漏防護(hù)防護(hù)裝置為例進(jìn)行說明。

如圖1、2所示，本例磁控管陰極電纜微波泄漏防護(hù)裝置，包括套筒一1、連接面2、內(nèi)導(dǎo)體3、套筒二4、電阻薄膜5、陶瓷絕緣筒6和散熱片7。本例電阻薄膜5采用鎳鉻合金，厚度為0.02mm。本例連接面2安裝在套筒一始端，套筒二4安裝在套筒一末端，陶瓷絕緣筒6安裝在內(nèi)導(dǎo)體3和套筒二4之間，由圖1和圖2可見，本例套筒橫截面為圓形，套筒上安裝的散熱片7沿套筒一(1)軸向每隔一定距離安裝一片，成均勻分布。內(nèi)導(dǎo)體3沿套筒一1中軸線穿過套筒二4與連接面2連接，通過連接面2與磁控管陰極電纜(圖中未示出)連接。電阻薄膜5鍍在套筒一(1)內(nèi)表面和陶瓷絕緣筒6外表面上。本例中，套筒一1、連接面2、套筒二4和散熱片7均采用良導(dǎo)體銅材制作。其中套筒一(1)直徑D為5cm，內(nèi)導(dǎo)體直徑d為4mm，套筒二4直徑為6mm。為了減少微波泄漏和提高散熱效率，連接面2、套筒一1、散熱片7、套筒二4及內(nèi)導(dǎo)體3都為緊密電接觸，陶瓷絕緣筒6的厚度應(yīng)盡量小，并與內(nèi)導(dǎo)體3和套筒二4形成緊密接觸，以減少微波泄漏。為了保證微波充分吸收，套筒一(1)直徑D應(yīng)足夠大，以保證足夠的電阻薄膜表面積和充分的功率容量，以利于微波快速吸收。套筒(2)內(nèi)徑足夠小，以保證兩段同軸線的特性阻抗相差較大，增大連接處的反射系數(shù)

如圖2所示，本例內(nèi)導(dǎo)體3與套筒一1形成同軸傳輸線，使微波在傳輸線中傳輸。套筒一1內(nèi)表面上鍍電阻薄膜5，使微波在傳輸過程中被吸收。調(diào)節(jié)套筒一1和套筒二4連接處的位置可以滿足不同功率容量和工作頻帶的要求。通過在套筒一1末端接一特性阻抗差別很大的同軸傳輸線負(fù)載，使殘余微波能量絕大部分反射回同軸傳輸線再次被電阻薄膜5吸收。剩余的很小部分微波能量可由陶瓷絕緣筒6外表面上電阻薄膜5吸收掉。通過安裝在套筒一1上的散熱片7，可以把微波損耗過程中產(chǎn)生的熱量及時散發(fā)出去，保證套筒的正常工作。實施例2

如圖3、圖4所示，本例散熱裝置7為一水冷結(jié)構(gòu)，沿套筒一1外表面形成一圓柱環(huán)型密閉空間，左下方為進(jìn)水口，右上方為出水口，以利于把微波損耗過程中產(chǎn)生的熱量及時散發(fā)出去。本例散熱裝置7可以采用空心套筒和兩端的金屬片銅片焊接在套筒一外表面上構(gòu)成。本例磁控管陰極電纜微波泄漏防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)其他結(jié)構(gòu)與實施例1相同，此處不再贅述。

采用本發(fā)明的磁控管陰極電纜微波泄漏防護(hù)裝置，替代扼流套筒和LC濾波套筒的設(shè)計，減低了設(shè)計成本和系統(tǒng)的復(fù)雜性，具有結(jié)構(gòu)簡單，緊湊小巧，加工方便，成本低廉，易于生產(chǎn)的特點。

通過實際測量，未安裝本發(fā)明的裝置前，外場的泄漏電場在2.45GHZ頻點達(dá)到了20V/m，如圖5所示，而加了本發(fā)明裝置后，同一位置的泄露電場僅為4.7mV/m左右，如圖6所示，達(dá)到了良好的吸收效果。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。