[发明专利]一种连续电控谐振腔及其控制系统

说明书

技术领域

本申请涉及微波技术领域，特别涉及一种连续电控谐振腔及其控制系统。

背景技术

目前，微波谐振腔探测器及微波谐振腔窄带滤波器实现调频的方式主要有：改变谐振腔的长度、添加介质、选择高次谐波等。

其中，在改变谐振腔的长度时，可以通过增大或减小谐振腔的尺寸来降低提高频率，但由于截止频率和使用场景的限制，谐振腔的尺寸不能无限增大或减小。此外，尺寸越小，对元件的精度以及制作工艺的要求也就越高，因此，通过尺寸的调节来提高谐振频率也受到了限制。

通过填充介质来实现谐振频率的偏移，难以实现电控化，因为谐振频率的偏移量与填充介质的介电常数及其体积有关，以填充白宝石为例，填充的体积越多谐振频率减低越多。因此，调谐过程电控化是难以实现的。

通过高次谐波来实现谐振频率的调整在理论上是可行的。但是，在实际应用的过程中，由于加工工艺等因素，高次谐波往往频率选择性变差、杂波多、品质因数降低等问题，因此多次谐波的调谐方式很难得到利用。

由此可见，当前亟需一种有效的谐振腔调谐方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续电控谐振腔及其控制系统，能够对谐振腔的谐振频率进行电控调节。

为实现上述目的，本申请提供一种连续电控谐振腔，所述谐振腔包括由钛酸锶钡构成的圆柱体，所述圆柱体沿轴心线的方向开设有圆柱形空洞，所述圆柱体的外侧附有第一电极，所述圆柱形空洞的内壁上附有第二电极；其中，所述第一电极与外导体相接触，所述第二电极与中心导体相接触；所述谐振腔内还设置有第一耦合环和第二耦合环，其中，所述第一耦合环用于向所述谐振腔内注入微波信号，所述第二耦合环用于从所述谐振腔内输出微波信号。

进一步地，所述谐振腔内设置有与所述谐振腔的轴心线相垂直的上端盖，所述上端盖的中心开设有用于将所述中心导体穿过的通孔；所述上端盖上通过SMA接头连接所述第一耦合环和所述第二耦合环。

进一步地，所述中心导体的上端通过联轴器与电机相连，所述中心导体的下端呈倒锥形，并且在所述中心导体的下端内嵌有探针，所述探针下方耦合有待测样品。

为实现上述目的，本申请还提供一种控制系统，所述控制系统包括供电组件、放大电路以及控制板，其中：所述供电组件与220V交流电源相连，以将所述220V交流电源转换为5V、15V以及200V的直流输出电源；所述控制板与上位机相连，以接收所述上位机下发的控制指令，并生成与所述控制指令相对应的模拟电压；所述控制板还与所述放大电路相连，以向所述放大电路提供所述模拟电压；所述控制板还与所述供电组件相连，以接收所述供电组件提供的5V和15V直流输出电源；所述放大电路与所述控制板相连，以接收所述控制板发来的模拟电压，并将所述模拟电压放大之后，将放大后的电压提供给所述连续电控谐振腔，以在所述连续电控谐振腔的第一电极和第二电极之间产生电场；所述放大电路还与所述供电组件相连，以接收所述供电组件的200V直流输出电源。

进一步地，所述供电组件中包括依次相连的整流电路、滤波电路以及稳压电路，所述整流电路与所述220V交流电源相连，所述稳压电路的输出端提供5V、15V以及200V的直流输出电源。

进一步地，所述控制板中包括中央处理器和数模转换器，其中，所述中央处理器与所述上位机相连，以接收所述上位机下发的控制指令；所述中央处理器与所述数模转换器相连，以向所述数模转换器发送与所述控制指令相对应的数字信号，所述数字信号由所述数模转换器转换为所述模拟电压。

进一步地，所述控制板中还包括模数转换器，所述模数转换器分别与所述放大电路的输出端以及所述中央处理器相连；所述模数转换器用于对所述放大电路的输出电压进行采样，并将采样结果反馈至所述中央处理器，以使得所述中央处理器对发送的数字信号进行修正。

与现有技术相比，本申请的技术方案包含以下优点：本发明采用钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO4)作为同轴谐振腔填充介质材料，把介质填充材料做成空心圆柱形以适用同轴谐振腔体由内外导体组成的内部结构，并在空心圆柱形的介质材料的内外侧面加上电极。电极在不同的电压下，形成不同强度的电场，从而实现介电常数的改变，进而实现谐振腔谐振频率的调整。

附图说明

图1为本发明实施例提供的连续电控谐振腔的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的连续电控谐振腔的剖面图；

图3为本发明实施例提供的控制系统的结构示意图。

具体实施方式