短路筒溫度補償矩形波導諧振腔的製作方法

2023-05-25 02:31:56

專利名稱：短路筒溫度補償矩形波導諧振腔的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種波導諧振腔，尤其是一種能減少諧振頻率溫度漂移的短路筒
溫度補償矩形波導諧振腔。
背景技術：
波導諧振腔的諧振頻率取決於諧振腔的形狀、尺寸、腔內填充媒質和諧振模式。當 溫度改變時，由於諧振腔腔壁材料的熱脹冷縮效應，諧振腔的尺寸也會變化，由此導致諧振 腔的諧振頻率發生變化，對諧振腔性能造成不利的影響。目前，公知的減小溫度變化對諧振 腔諧振頻率影響的方法主要是採用恆溫措施，或者採用熱膨脹係數小的腔體材料如殷鋼， 或者採用附加的溫度補償控制裝置等等。這些方法的主要問題是所需設備複雜，或者腔體 材料的磁性限制了應用場合，或者需要附加的溫度補償控制裝置，或者不能大幅度降低溫 度對諧振腔諧振頻率的影響。

發明內容
技術問題本發明的目的是提出一種短路筒溫度補償矩形波導諧振腔，該諧振腔 可以顯著降低溫度變化對諧振腔諧振頻率的影響。 技術方案本發明的短路筒溫度補償矩形波導諧振腔由金屬腔體、短路筒、支撐體 及一個或數個輸入輸出耦合裝置所組成，其中；短路筒位於金屬腔體中，短路筒的形狀為長 方體，支撐體位於金屬腔體內的第一頂面腔壁和短路筒的底面之間，短路筒、金屬腔體的第 二頂面腔壁、金屬腔體的寬面腔壁及窄面腔壁構成了電磁波的諧振空間；輸入輸出耦合裝 置位於諧振空間部分的金屬腔體頂面腔壁或寬面腔壁或窄面腔壁上。
金屬腔體的熱膨脹係數小於支撐體的熱膨脹係數。 支撐體材料的熱膨脹係數與金屬腔體材料的熱膨脹係數的比值大於金屬腔體頂 面腔壁到頂面腔壁之間的距離與支撐體長度的比值。 短路筒的四個側面與金屬腔體的內壁平行，短路筒的底面與金屬腔體的第頂面腔 壁平行。 電磁波諧振發生在由短路筒、金屬腔體的另一頂面腔壁、金屬腔體的兩個窄面腔 壁和兩個寬面腔壁構成的長方體諧振空間中；諧振模式的諧振頻率與短路筒到金屬腔體無 支撐體的另一個頂面腔壁的距離有關，也與諧振腔一對窄面腔壁或寬面腔壁之間的距離有 關，這些距離越長，諧振模式的諧振頻率越低；構成金屬腔體及短路筒的材料是導電性能 好的金屬材料；構成支撐體的材料的熱膨脹係數大於腔體材料的熱膨脹係數；當溫度升高 時，由於熱膨脹，金屬腔體在三個方向的長度都增加，支撐體的長度也增加，但由於支撐體 材料的熱膨脹係數大於金屬腔體材料的熱膨脹係數，當支撐體長度與金屬腔體頂面腔壁之 間距離的比值大於金屬腔體材料的熱膨脹係數與支撐體材料的熱膨脹係數的比值時，溫度 增加會使得短路筒到金屬腔體無支撐體的另一個頂面腔壁之間的距離減小，這樣可以補償 金屬腔體窄面腔壁或寬面腔壁之間距離的增加而引起諧振頻率的變化，因此在溫度上升的情況下，可以保持諧振模式的諧振頻率基本不變；同理溫度下降時，諧振模式的諧振頻率也 可以保持基本不變。 有益效果本發明的有益效果是，大幅度減小了矩形諧振腔的諧振模式的諧振頻 率隨溫度的變化，並且結構簡單，適用頻率範圍寬，也不需要附加的溫度補償控制機構。


圖1是本發明的結構示意圖。 圖中有金屬腔體1 ，短路筒2，支撐體3，輸入輸出耦合裝置4，短路筒的底面5，與支 撐體相連的腔體頂面腔壁6，短路筒的側面7，腔體寬面腔壁8，無支撐體的腔體頂面腔壁9， 腔體窄面腔壁IO，，諧振空間11。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。 本發明所採用的技術方案是短路筒溫度補償矩形波導諧振腔包括金屬腔體、短 路筒、支撐體及一個或數個輸入輸出耦合裝置。金屬腔體的形狀可以是長方體，也可以是窄 面和寬面相等的正方體。短路筒位於金屬腔體內，短路筒的材料是導電金屬，也可以在非金 屬材料表面上電鍍金屬，短路筒的形狀為長方體，短路筒的底面與金屬腔體的頂面腔壁平 行，短路筒底面形狀是矩形，其尺寸略小於金屬腔體頂面腔壁的尺寸，這樣既能保持良好的 短路效果，又不會使得短路筒無法在金屬腔體中的滑動，短路筒的四個側面與金屬腔體的 內壁平行，短路筒的側面的面積較大，同時這些側面與金屬腔體內壁之間的縫隙很小，這樣 就可以保持短路筒與金屬腔體內壁之間良好的電接觸；支撐體位於金屬腔體一個頂面腔壁 和短路筒底面之間，支撐體的一頭和金屬腔體的頂面腔壁連接，支撐體的另一頭和短路筒 的底面連接；電磁波諧振發生在由短路筒、金屬腔體的另一頂面腔壁、金屬腔體的兩個窄面 腔壁和兩個寬面腔壁構成的長方體諧振空間中；輸入輸出耦合裝置位於諧振空間的金屬腔 體的腔壁上，輸入輸出耦合裝置數量可以是一個或多於一個。諧振模式的諧振頻率與短路 筒到金屬腔體無支撐體的另一個頂面腔壁的距離有關，也與諧振腔一對窄面腔壁或一對寬 面腔壁之間的距離有關，這些距離越長，諧振模式的諧振頻率越低；支撐體的材料可以是金 屬，也可以是非金屬，如塑料等等，支撐體的熱膨脹係數大於金屬腔體的熱膨脹係數。當溫 度升高時，由於熱膨脹，金屬腔體在三個方向的長度都增加，支撐體的長度也增加，但由於 支撐體材料的熱膨脹係數大於金屬腔體材料的熱膨脹係數，當支撐體長度與金屬腔體頂面 腔壁之間距離的比值大於金屬腔體材料的熱膨脹係數與支撐體材料的熱膨脹係數的比值 時，溫度增加會使得短路筒到金屬腔體無支撐體的另一個頂面腔壁的距離減小，可以補償 金屬腔體窄面腔壁或寬面腔壁之間距離的增加而引起諧振頻率的變化，這樣溫度上升的情 況下，可以保持諧振模式的諧振頻率基本不變；同理溫度下降時，諧振模式的諧振頻率也可 以保持基本不變。 在結構上，短路筒溫度補償矩形波導諧振腔由一個金屬腔體1、一個短路筒2、支 撐體3及一個或數個輸入輸出耦合裝置4組成。其中，短路筒2位於金屬腔體1內，短路筒 2的形狀為長方體，短路筒2的底面5與金屬腔體的頂面腔壁6平行，短路筒2的四個側面 7與金屬腔體的內壁平行，短路筒2的側面7的面積較大，同時這些側面7與金屬腔體1內壁之間的縫隙很小，這樣就可以保持短路筒2與金屬腔體1內壁之間良好的電接觸；支撐體
3位於金屬腔體1 一個頂面腔壁6和短路筒底面5之間，支撐體3的一頭和金屬腔體1的頂 面腔壁6連接，支撐體2的另一頭和短路筒2的底面5連接；短路筒2、金屬腔體1的兩個 寬面腔壁8、金屬腔體1的另一頂面腔壁9和金屬腔體1的兩個窄面腔壁10構成了長方體 諧振空間11 ;輸入輸出耦合裝置4位於諧振空間11內的金屬腔體1的頂面腔壁9或寬面 腔壁8或窄面腔壁10上，輸入輸出耦合裝置數量可以是一個或多於一個。
在製造上，金屬腔體1和短路筒2宜選用導電性能好的材料製造，或者是用表面鍍 有導電材料的非導電材料製造，短路筒2的底面5形狀是矩形，其尺寸略小於金屬腔體頂面 腔壁6的尺寸，這樣既能保持良好的短路效果，又不會使得短路筒2無法在金屬腔體1中的 滑動，金屬腔體1和短路筒2的表面可以鍍金，支撐體3可以是一個或者多個，支撐體3的 橫截面可以是圓形或其它任意形狀，支撐體3的材料可以是金屬和非金屬，支撐體3的熱膨 脹係數大於金屬腔體1的熱膨脹係數，支撐體3長度與金屬腔體1頂面腔壁6到頂面腔壁9 之間距離的比值大於金屬腔體1材料的熱膨脹係數與支撐體3材料的熱膨脹係數的比值， 以使得溫度增加時，短路筒2到金屬腔體1無支撐體的另一個頂面腔壁9的距離減小，以補 償金屬腔體1兩個窄面腔壁10之間距離因熱膨脹的增加而引起的諧振頻率變化，因此溫度 上升或下降的情況下，都可以保持TE皿和TEm。n模式的諧振頻率基本不變。根據以上所述， 便可實現本發明。
權利要求
一種短路筒溫度補償矩形波導諧振腔，其特徵在於該諧振腔由金屬腔體(1)、短路筒(2)、支撐體(3)及一個或數個輸入輸出耦合裝置(4)所組成，其中；短路筒(2)位於金屬腔體(1)中，短路筒(2)的形狀為長方體，支撐體(3)位於金屬腔體(1)內的第一頂面腔壁(6)和短路筒(2)的底面(5)之間，短路筒(2)、金屬腔體(1)的第二頂面腔壁(9)、金屬腔體的寬面腔壁(8)及窄面腔壁(10)構成了電磁波的諧振空間(11)；輸入輸出耦合裝置(4)位於諧振空間(11)部分的金屬腔體(1)的頂面腔壁(9)或寬面腔壁(8)或窄面腔壁(10)上。
2. 根據權利要求l所述的短路筒溫度補償矩形波導諧振腔，其特徵在於金屬腔體(1) 的熱膨脹係數小於支撐體(3)的熱膨脹係數。
3. 根據權利要求1或2所述的短路筒溫度補償矩形波導諧振腔，其特徵在於支撐體 (3)材料的熱膨脹係數與金屬腔體(1)材料的熱膨脹係數的比值大於金屬腔體(1)頂面腔 壁(6)到頂面腔壁(9)之間的距離與支撐體(3)長度的比值。
4. 根據權利要求l所述的短路筒溫度補償矩形波導諧振腔，其特徵在於短路筒(2)的 四個側面(7)與金屬腔體(1)的內壁平行，短路筒(2)的底面(5)與金屬腔體(1)的第一 頂面腔壁(6)平行。
全文摘要
短路筒溫度補償矩形波導諧振腔涉及一種波導諧振腔，可以顯著降低溫度對諧振腔諧振頻率的影響。該諧振腔由金屬腔體(1)、短路筒(2)、支撐體(3)及一個或數個輸入輸出耦合裝置(4)所組成，其中；短路筒(2)位於金屬腔體(1)中，短路筒(2)的形狀為長方體，支撐體(3)位於金屬腔體(1)內的第一頂面腔壁(6)和短路筒(2)的底面(5)之間，短路筒(2)、金屬腔體(1)的第二頂面腔壁(9)、金屬腔體的寬面腔壁(8)及窄面腔壁(10)構成了電磁波的諧振空間(11)；輸入輸出耦合裝置(4)位於諧振空間(11)部分的金屬腔體(1)的頂面腔壁(9)或寬面腔壁(8)或窄面腔壁(10)上。
文檔編號H01P7/06GK101764278SQ20101010633
公開日2010年6月30日 申請日期2010年2月2日 優先權日2010年2月2日
發明者孫忠良, 殷曉星, 趙洪新 申請人:東南大學