[发明专利]大功率行波结构全金属干式负载

说明书

本发明提供一种大功率行波结构全金属干式负载，属于干式负载技术领域，该大功率行波结构全金属干式负载包括矩形法兰，所述矩形法兰的一侧固定连接有小矩形波导，该大功率行波结构全金属干式负载，微波功率由WR187矩形波导端口输入，经由锥变部分实现负载端与WR187矩形波导匹配，最终功率由圆柱体形成的表面电阻吸收，同时为了增强负载的峰值功率承受能力，全金属负载工作于高真空环境，设计有CF35抽气法兰与离子泵连接抽真空，在抽气波导与负载之间安装一段抽气波导，保证负载体内部的高真空环境，负载体吸收的微波能量最终会转换成热量，被冷却水带走，从而保证负载可以在高温和低于10‑9Pa的真空度下工作，不会发生形变。

技术领域

本发明属于干式负载技术领域，具体涉及一种大功率行波结构全金属干式负载。

背景技术

中国科学院高能物理研究所设计的用于南方光源测试平台的C波段全能量注入器加速结构需要大功率假负载吸收剩余微波能量。吸收负载是否能够稳定、可靠工作会影响加速器的使用寿命长短和工作效率高低，一款可靠稳定的假负载是保证核心器件安全工作的关键。

假负载是微波系统的重要附属设备，是接在传输线终端的全匹配负载，吸收沿传输线传到终端的全部功率而无反射产生。常用射频负载可分为两种类型：a.直接加热水的负载；b.水冷金属表面安装吸收材料。这两种类型的负载都面临着不同的问题，一种直接用水吸收射频能量转变为热量时需要使用易碎的陶瓷窗，通过钎焊、铜焊、压装或胶合将陶瓷层安装到隔离水的冷却表面。另外一种为使用吸波材料(比如铁氧体)来吸收射频能量，吸波材料面临热膨胀差以及热的产生和传递不均匀的问题，会造成破碎。传统的射频功率负载通常包含介电和磁性材料以及敏感陶瓷窗口不允许超过90℃。在高功率情况下到达出口的冷却水温度有可能超过150℃，所以传统负载很难能够在如此严苛的条件下温度工作。

因而需要一种能够在150℃以上的高温和低于10-9Pa的真空度下工作不发生形变的干式负载，用于替代真实负载作为微波功率源系统、天线、加速器等的指标验证测试、功率吸收使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率行波结构全金属干式负载，旨在解决现有技术中现有负载在150℃以上的高温和低于10-9Pa的真空度下工作会发生形变的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大功率行波结构全金属干式负载，包括矩形法兰，所述矩形法兰的一侧固定连接有小矩形波导，所述小矩形波导的一侧固定连接有锥变段体，所述锥变段体的一侧固定连接有大矩形波导，所述大矩形波导的一侧固定连接有抽气波导，所述抽气波导的一侧固定连有抽气法兰，所述大矩形波导靠近锥变段体的内壁固定连接有金属组块，所述大矩形波导靠近抽气波导的内壁固定连接有圆柱阵列。

为了使得该一种大功率行波结构全金属干式负载达到构成金属组块的效果，作为本发明一种优选的，所述金属组块由若干个金属块组成，所述金属块的形状为台阶状窄边矩形体。

为了使得该一种大功率行波结构全金属干式负载达到构成圆柱阵列的效果，作为本发明一种优选的，所述圆柱阵列由若干个金属圆柱组成。

为了使得该一种大功率行波结构全金属干式负载达到将上水套和下水套焊接在一起的效果，作为本发明一种优选的，所述大矩形波导的正面固定连接有上水套，所述大矩形波导的背面固定连接有下水套，所述上水套和下水套之间设置有焊缝。

为了使得该一种大功率行波结构全金属干式负载达到上水套和下水套内部能够流进冷却水的效果，作为本发明一种优选的，所述上水套的内部设置有上水道，所述下水套的内部设置有下水道。

为了使得该一种大功率行波结构全金属干式负载达到将第一水管和第二水管连接在一起的效果，作为本发明一种优选的，所述上水套的正面固定连接有第一水管，所述下水套的背面固定连接有第二水管，所述第一水管和第二水管相互靠近的一端固定连接有三通进口水管。