[发明专利]一种可精细调频的同轴谐振腔体结构及调频方法

说明书

本发明公开了一种可精细调频的同轴谐振腔体结构及调频方法，该同轴谐振腔体结构包括谐振腔体(1)、中心轴(2)、介质支撑窗片(3)和介质固定支撑环(4)，其中介质支撑窗片(3)和介质固定支撑环(4)用以支撑中心轴(2)，使中心轴(2)能够在谐振腔体(1)内沿轴向移动，该中心轴(2)为半径渐变的渐变式结构，该半径渐变的中心轴通过沿轴向移动，可实现谐振腔体内谐振频率的精细调节。

技术领域

本发明涉及电子行业真空电子学技术领域，尤其涉及一种可精细调频的同轴谐振腔体结构及调频方法，该可精细调频的同轴谐振腔体及调频方法用于毫米波回旋管高频冷测的模式激励装置中。

背景技术

回旋管在毫米波和亚毫米波段具有高功率、长脉冲等优点，在毫米波雷达、受控热核聚变的等离子体加热、材料处理和生物医学等领域具有广泛的应用前景。

回旋管为了提高功率容量通常采用尺寸比较大的腔体作为互作用电路，并且工作在高阶边廊模或高阶体模。这类回旋管的高频互作用电路及其准光模式变换器系统在安装之前通常需要进行冷测，而冷测中需要激励高纯度的目标模式作为待测器件的输入信号。

对于较低阶的工作模式，可以采用传统的波导扰动的方法形成产生目标模式；对于高阶的工作模式，通常采用准光模式激励装置的方法形成产生目标模式。准光模式激励装置通常包括馈源喇叭、一面双曲面反射镜、一面准抛物面放射镜、具有小耦合孔阵列的同轴谐振腔。在准光模式激励装置中，曲面反射镜、准抛物面反射镜和同轴谐振腔皆工作于特定工作频率，装配过程中各个部件精确对准。然而，由于同轴谐振腔的加工误差，尤其是谐振腔的外壁开具的耦合孔阵列会严重影响同轴谐振腔的谐振频率，而且由于同轴谐振腔的加工精细，对其进行二次加工修正基本不可行。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于公开一种可精细调频的同轴谐振腔体结构及调频方法，以解决现有技术中回旋管在高阶的工作模式时存在的问题，即回旋管的同轴谐振腔存在加工误差以及精细调频困难的问题。

(二)技术方案

本发明提供一种可精细调频的同轴谐振腔体结构，该同轴谐振腔体结构包括谐振腔体1、中心轴2、介质支撑窗片3和介质固定支撑环4，其中介质支撑窗片3和介质固定支撑环4用以支撑中心轴2，使中心轴2能够在谐振腔体1内沿轴向移动，其特征在于，

该中心轴2为半径渐变的渐变式结构，该半径渐变的中心轴通过沿轴向移动，可实现谐振腔体内谐振频率的精细调节。

进一步，所述半径渐变的中心轴2中间部分为渐变段，前后两端为具有一定长度的第一支撑均匀段6和第二支撑均匀段7。

进一步，所述谐振腔体1和所述中心轴2均为高频损耗小的金属材料，该高频损耗小的金属材料为铝或铜。

进一步，所述介质支撑窗片3选用微波损耗小且具有一定强度的介质材料，该微波损耗小且具有一定强度的介质材料为蓝宝石材料、金刚石、石英或氧化铝。

进一步，所述介质支撑窗片3是通过热缩固定方法来精确固定，具体包括：

通过加温的方法，使谐振腔体结构的输出段的内径稍微膨胀，将介质支撑窗片滑配放置于适当位置；以及

待金属材料恢复常温状态后，介质支撑窗片将固定在谐振腔的输出段内。

进一步，该同轴谐振腔体结构还包括输出段5，输出段5为均匀输出波导段，工作模式从该波导段输出，用以连接其它部件，以开展相关的测试。

进一步，该同轴谐振腔体结构还包括腔体耦合孔阵列8，腔体耦合孔阵列8为同轴谐振腔体的馈入窗口，微波能量束通过该腔体耦合孔阵列，耦合进入同轴谐振腔体内，在谐振腔体内激励起所需要的模式。