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    重庆时时彩开户即送: 一种哑铃形谐振腔的磁耦合法冷测装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201310656543.4

    申请日:

    2013.12.06

    公开号:

    CN104698287A

    公开日:

    2015.06.10

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 29/08申请日:20131206|||公开
    IPC分类号: G01R29/08 主分类号: G01R29/08
    申请人: 中国科学院电子学研究所
    发明人: 赵鼎; 阮存军; 王树忠; 杨修东; 张长青
    地址: 100190北京市海淀区北四环西路19号
    优先权:
    专利代理机构: 中科专利商标代理有限责任公司11021 代理人: 宋焰琴
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310656543.4

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2016.10.19|||2015.06.10

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种哑铃形谐振腔的磁耦合法冷测装置,包括:上盖板、下盖板和磁耦合块,其中:所述上盖板和下盖板结构相同,且所述上盖板和下盖板拼合后,两者之间形成哑铃形谐振腔以及所述哑铃形谐振腔两端的磁耦合块限位通道;所述磁耦合块位于所述磁耦合块限位通道中形成所述哑铃形谐振腔的侧壁;所述磁耦合块上具有两通孔,所述两通孔内穿有金属丝,该金属丝在邻接所述谐振腔的一端绕成环状结构,而其一尾端与所述磁耦合块底端短接,另一尾端与所述磁耦合块底端上的同轴线内芯相连。本发明为提高微扰杆和密封圆钉的强度,其制作材料可以选择为不锈钢或蒙乃尔,以使其在冷测时的多次插拔操作中不易折断或变形。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种哑铃形谐振腔的磁耦合法冷测装置,包括:上盖板、下盖板 和磁耦合块,其中:
    所述上盖板和下盖板结构相同,且所述上盖板和下盖板拼合后,两者 之间形成哑铃形谐振腔以及所述哑铃形谐振腔两端的磁耦合块限位通道; 所述磁耦合块位于所述磁耦合块限位通道中形成所述哑铃形谐振腔的侧 壁;所述磁耦合块上具有两通孔,所述两通孔内穿有金属丝,该金属丝在 邻接所述谐振腔的一端绕成环状结构,而其一尾端与所述磁耦合块底端短 接,另一尾端与所述磁耦合块底端上的同轴线内芯相连。

    2.  如权利要求1所述的装置,其中,所述哑铃形谐振腔包括:
    直波导段,其由所述上盖板和下盖板内表面中部区域的长矩形沉槽形 成;
    矩形腔区域,其由所述上盖板和下盖板内表面两侧与所述长矩形沉槽 邻接的端部矩形沉槽形成;
    电子注漂移通道,其由所述上盖板和下盖板内表面纵贯整个谐振腔结 构的扁矩形沉槽形成;
    其中,所述长矩形沉槽位于所述扁矩形沉槽中部,所述端部矩形沉槽 位于所述长矩形沉槽和扁矩形沉槽两端,所述磁耦合限位通道位于所述端 部矩形沉槽外侧。

    3.  如权利要求1所述的装置,其中,磁耦合块为凸字形金属块,其 凸起的一端伸入所述端部矩形沉槽中,其底端与所述端部矩形沉槽周边的 台阶相抵紧。

    4.  如权利要求1-3任一项所述的装置,其中,所述磁耦合块通过所述 同轴线与外部信号源和示波器电连接,连接信号源的磁耦合块上的环状结 构在信号源的驱动下激励起哑铃形谐振腔的腔体模式,进而引起另一磁耦 合块上的环状结构产生感应电流,并在与其相连的示波器上显示与所述感 应电流相应的频率响应信号。

    5.  如权利要求1所述的装置,其中,所述上盖板的长矩形沉槽处开 有贯穿的圆孔,该圆孔中插入微扰杆或密封圆钉,分别用于扰动腔内电场 和封闭腔体。

    6.  如权利要求5所述的装置,其中,所述微绕杆为带盖帽的杆状结 构,其杆的长度以能够进入所述哑铃形单间隙谐振腔内为准。

    7.  如权利要求5所述的装置,其中,所述密封圆钉为带盖帽的杆状 结构,其杆的底端表面与上盖板上开有圆孔的内表面持平。

    8.  如权利要求3所述的装置,其中,通过垫片调节所述磁耦合块中 突出的一端伸入所述哑铃形谐振腔内的长度。

    9.  如权利要求1所述的装置,其中,所述哑铃形谐振腔的磁耦合法 冷测装置的部件均由无氧铜制成。

    10.  如权利要求1-3、5-9任一项所述的装置,其中,通过手动插拔所 述微绕杆确定所述哑铃形谐振腔的工作模式。

    说明书

    说明书一种哑铃形谐振腔的磁耦合法冷测装置
    技术领域
    本发明涉及微波及毫米波电真空器件技术领域,尤其涉及一种哑铃形 谐振腔的磁耦合法冷测装置,适用于对结构尺寸较小的哑铃形谐振腔的基 本特性参数进行测量。
    背景技术
    带状注速调管作为能够产生高功率和高频率电磁波的新型微波和毫 米波源,在工业领域、军事装备、通信系统和大型科学装置中均有着广阔 的应用前景。尽管早在二十世纪三十年代,前苏联的科学家就已经提出了 带状注速调管的概念,但由于在模拟仿真和加工制造方面存在很大的困 难,因而直至二十世纪九十年代,真空电子学领域的研究人员才开始认真 考虑带状注速调管的设计和建造方面的问题。美国斯坦福直线加速器中心 最先开展了用于推动加速器的X波段和W波段带状注速调管的研究,其 有关电子光学系统的仿真设计和实验验证工作取得了很大的成功。随后, 美国UC-Davis(加州大学戴维斯分校,University of California at Davis)和美 国CCR公司(Calabazas Creek Research Inc.)的研究人员继续完善了相关工 作并对高频互作用结构开展了初步的理论和实验研究。目前来看,带状电 子注的成形、聚焦和传输问题已基本获得解决,但在高频电路的设计、制 造和测试方面还存在一系列的难题有待克服。
    与带状电子注相配合的高频结构为哑铃形谐振腔,腔体中部为一段直 波导,在直波导两端为形状和尺寸完全相同的两个矩形腔。在腔体结构参 数取值合理的情况下,哑铃形谐振腔的直波导内将形成沿横向和轴向分布 均匀的轴向电场,该电场可与电子注有效地进行能量交换。高效的注波互 作用取决于精确设定作为高频电路重要组成部分的哑铃形谐振腔的基本 物理参数,然而,由于在零件加工、装配和焊接过程中引入的误差,实际 腔体的特性参数与设计值不可避免地存在差异,这必须在整管总搭之前通 过冷测实验进行修正。
    美国阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory,ANL)的研究人员 在1997年发表的论文(Microwave Cold Tests of Planar RF Cavities,J.Chen, T.Lee,and D.Yu,Proceedings of the1997Particle Accelerator Conference, vol.3,pp.3120-3122)中描述了一种对X波段哑铃形谐振腔进行冷测的结构 方案。参考图1,按文中所述,在腔体外壁开孔伸入小的电流环a,依靠 改变电流环平面与轴线(沿电子注运动方向,z轴)的夹角可激励不同的TM 或TE模,电流环a通过同轴电缆b与网络分析仪c连接,经单端口扫描 所得频率响应曲线上的各个尖峰即与各模式的谐振频率相对应。
    最主要的技术缺陷:由于哑铃形谐振腔的特殊结构,中部直波导的厚 度(沿电子注运动方向,z轴)和漂移通道的高度(窄边方向,y轴)尺寸相对 较小,而且,随着工作频率的提高,其数值将会进一步减小,因此,在毫 米波段(如W波段),按照美国阿贡国家实验室所述,在中部直波导端面上 开孔放置微小电流环的方法在实际结构中将面临很大的困难。
    次要的技术缺陷:实验表明,现有网络分析仪的响应速度较慢,所测 S参数曲线无法快速响应外部扰动或外加激励的变化。由于哑铃形腔体中 的模式数量较多,因此,需要根据工作模式的场分布特点,对其施加扰动 来进行判别,尽管未来随着技术的进步,网络分析仪的性能会有很大的提 高,但目前由于其响应速度慢,这将给模式确认带来困难。
    发明内容
    有鉴于此,本发明提出了一种哑铃形谐振腔的磁耦合法冷测装置。
    根据本发明的一方面,其提出的一种哑铃形谐振腔的磁耦合法冷测装 置,包括:上盖板、下盖板和磁耦合块,其中:
    所述上盖板和下盖板结构相同,且所述上盖板和下盖板拼合后,两者 之间形成哑铃形谐振腔以及所述哑铃形谐振腔两端的磁耦合块限位通道; 所述磁耦合块位于所述磁耦合块限位通道中形成所述哑铃形谐振腔的侧 壁;所述磁耦合块上具有两通孔,所述两通孔内穿有金属丝,该金属丝在 邻接所述谐振腔的一端绕成环状结构,而其一尾端与所述磁耦合块底端短 接,另一尾端与所述磁耦合块底端上的同轴线内芯相连。
    其中,所述哑铃形谐振腔包括:
    直波导段,其由所述上盖板和下盖板内表面中部区域的长矩形沉槽形 成;
    矩形腔区域,其由所述上盖板和下盖板内表面两侧与所述长矩形沉槽 邻接的端部矩形沉槽形成;
    电子注漂移通道,其由所述上盖板和下盖板内表面纵贯整个谐振腔结 构的扁矩形沉槽形成;
    其中,所述长矩形沉槽位于所述扁矩形沉槽中部,所述端部矩形沉槽 位于所述长矩形沉槽和扁矩形沉槽两端,所述磁耦合限位通道位于所述端 部矩形沉槽外侧。
    本发明提出的上述方案在哑铃形谐振腔中与直波导段相接的尺寸较 大的矩形腔区域内设置电流环对工作模式进行激励和探测,这克服了随着 工作频率不断升高一腔体直波导段和漂移通道窄边高度将显著减小-所 导致的放置激励装置的困难,从而使得在毫米波段仍可对不具有外接波导 的作为互作用电路中间腔的哑铃形腔体进行冷测。
    本发明提出的上述方案在上盖板对应哑铃形腔直波导段的中部位置 开有通孔,在冷测时可插入金属微扰杆从具有多个尖峰的频率响应曲线上 分辨出工作模式。工作模式在直波导段中的电场较强,金属微扰杆的插拔 操作可引起曲线上相应的尖峰产生移动。在实际的冷测中,这可有效排除 非工作模式和干扰信号带来的混淆。
    本发明提出的上述方案在磁耦合块从冷测装置的两侧塞入哑铃形腔 体中的矩形腔区域内之后即形成封闭的冷测结构,通过使用垫片可以调节 “凸”字形磁耦合块宽度较窄的一端在矩形腔区域内的长度,从而在一定 程度上对腔体的谐振频率进行修正,这可为加工封堵腔体的“凸”字形金 属块时在尺寸方面给出准确的参考数值。
    本发明提出的上述方案在外部测量设备方面,选择了信号源和示波器 的组合方式而非单一的网络分析仪,这使得示波器上的频率响应曲线能够 实时地跟随外部扰动的不同而变化,因此通过插拔金属微扰杆施加扰动可 以很容易地分辨出腔体内的工作模式。
    附图说明
    图1为现有技术带状注速调管哑铃形谐振腔冷测装置的示意图;
    图2为本发明实施例中哑铃形谐振腔磁耦合法冷测装置的结构示意 图;
    图3为图2中所示哑铃形谐振腔内部区域的三维结构示意图;
    图4为图2中所示哑铃形谐振腔的工作模式的磁场在腔体xz截面上 的分布;
    图5a为图2中所示哑铃形谐振腔冷测装置中上盖板的立体示意图;
    图5b为图2中所示哑铃形谐振腔冷测装置中上盖板的xy截面视图;
    图6a为图2中所示哑铃形谐振腔冷测装置中磁耦合块从前端面观察 时的立体示意图;
    图6b为图2中所示哑铃形谐振腔冷测装置中磁耦合块从后端面观察 时的立体示意图;
    图6c为图2中所示哑铃形谐振腔冷测装置中磁耦合块的xz截面视图;
    图7为图2中所示哑铃形谐振腔冷测装置中微扰杆的立体示意图;
    图8为哑铃形谐振腔冷测装置中所用密封圆钉的立体示意图;
    图9为图5中所示上盖板与图8中所示密封圆钉相配合的剖视图。
    具体实施方式
    为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实 施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。
    图2示出了本发明提出的一种哑铃形谐振腔的磁耦合法冷测装置的剖 视结构图。如图2所示,该装置包括上盖板1、下盖板2、第一磁耦合块 31、第二磁耦合块32、微扰杆4以及密封圆钉5(图2中未绘出)。其中, 所述上盖板1和下盖板2的结构基本相同,且所述上盖板1和下盖板2拼 合后,两者之间形成哑铃形单间隙谐振腔以及所述哑铃形单间隙谐振腔两 端的磁耦合块限位通道;第一磁耦合块31和第二磁耦合块32分别位于所 述磁耦合块限位通道中形成所述哑铃形单间隙谐振腔的侧壁;第一磁耦合 块31和第二磁耦合块32上具有两通孔,所述两通孔内穿有金属丝,该金 属丝在邻接所述单间隙谐振腔的一端绕成环状结构,而其一尾端与所述磁 耦合块底端短接,另一尾端与所述磁耦合块底端上的同轴线内芯相连。
    第一磁耦合块31与示波器6通过同轴电缆相连,第二磁耦合块32与 信号源7通过同轴电缆相连。
    所述哑铃形单间隙谐振腔包括:
    直波导段,其由所述上盖板和下盖板内表面中部区域的长矩形沉槽形 成;
    矩形腔区域,其由所述上盖板和下盖板内表面两侧与所述长矩形沉槽 邻接的端部矩形沉槽形成;
    电子注漂移通道,其由所述上盖板和下盖板内表面纵贯整个谐振腔结 构的扁矩形沉槽形成;
    其中,所述长矩形沉槽位于所述扁矩形沉槽中部,所述端部矩形沉槽 位于所述长矩形沉槽和扁矩形沉槽两端,所述磁耦合限位通道位于所述端 部矩形沉槽外侧。
    在上盖板1的中部(腔体中部直波导段的上方)开有通孔用于在冷测时 插入金属微扰杆4以确定工作模式。为保证良好的导电性,哑铃形谐振腔 冷测装置中所涉及的结构件均由无氧铜制成。哑铃形谐振腔冷测装置中形 成的哑铃形腔体对应实际带状注速调管高频结构的中间腔,与器件中的真 实状态相一致。需要说明的是,实际器件的高频电路往往包含多个谐振腔, 这里为清晰起见,只绘出了包含一个单间隙谐振腔的结构,对包含多个中 间腔的高频结构进行冷测时,原理及装置与下文中所述相同。
    为了更加清晰地描述本发明,首先对哑铃形谐振腔的结构特点和其中 工作模式的电磁场分布情况进行说明。
    图3示出了本发明典型哑铃形谐振腔内部区域的三维结构图。如图3 所示,该腔体由四部分组成:沿z轴贯穿腔体的漂移通道、左右两端矩形 腔体和中部直波导,其中,沿z轴贯穿腔体的漂移通道为一扁长形矩形结 构,而中部直波导为长条形矩形,其沿y轴对称分布在沿z轴贯穿腔体的 漂移通道的上下两面中部,左右两端矩形腔体位于沿z轴贯穿腔体的漂移 通道和中部直波导沿x轴的两端部,其沿z轴的宽度小于漂移通道宽度, 大于中部直波导的宽度。相对于中部的直波导和沿z轴贯穿腔体的漂移通 道,腔体两端鼓包状的矩形腔沿y轴的厚度较大。在低频段,对腔体工作 模式频率和品质因数的测量可以采用如前所述在直波导内放置电流环或 者是如传统方法在漂移通道两端放置激励探针,但随着工作频率的升高, 腔体的尺寸将不断减小,这使得上述两种方法在实施过程中逐渐变得非常 困难且最终将失去可行性。此时,若利用腔体两侧鼓包状矩形腔结构尺寸 较大的特点,在其内部设置电流环对工作模式的磁场进行激励和探测,则 仍然能对哑铃形腔体进行冷测。
    图4中示出了工作模式所对应的磁场在腔体xz横截面上的分布情况。 如图4所示,磁场集中于两端矩形腔的侧壁附近并且与腔体的xz截面相 垂直,这显然有利于在垂直于侧壁的中部放置电流环从而激励起磁场。综 上所述,从原理和结构两方面来讲,在哑铃形腔体两端的矩形腔内放置电 流环对腔体进行冷测是完全可行的。
    图5a示出了本发明哑铃形谐振腔冷测装置中上盖板的立体结构示意 图。图5b示出了本发明哑铃形谐振腔冷测装置中上盖板的xy截面视图。 如图5a和5b所示,该上盖板1沿z轴具有贯穿整个结构的扁矩形沉槽, 其中部沿x轴方向具有长矩形沉槽,所述长矩形沉槽位于所述扁矩形沉槽 底部,即其沿y轴的深度大于所述扁矩形沉槽,而其沿z轴的宽度远小于 所述扁矩形沉槽,其沿x轴的长度略小于所述扁矩形沉槽;在所述长矩形 沉槽和扁矩形沉槽沿x方向的两端部具有端部矩形沉槽,其沿x方面的长 度远小于长矩形沉槽和扁矩形沉槽,其沿z轴的宽度大于长矩形沉槽,而 小于扁矩形沉槽,其沿y轴的深度大于长矩形沉槽。除了在腔体上盖板1 中部直波导上方开有通孔之外,腔体上盖板1和下盖板2的结构完全相同, 将两块盖板对合起来即可在它们内部形成完整的哑铃形腔体,下面以上盖 板1为例进行说明。上盖板1中沿z方向纵贯整个结构的扁矩形沉槽为电 子注漂移通道的上半部分;其中部沿x方向的长矩形沉槽为哑铃形谐振腔 中直波导的上半部分,在该长矩形沉槽的底部开有通孔,用于在冷测时插 入金属微扰杆4;与上盖板1中部的沿x方向的长矩形沉槽两侧相邻接的 是沿y和z方向的端部矩形沉槽,这对应哑铃形谐振腔两端的矩形腔区域 的上半部分;与所述端部矩形沉槽相邻接的是沿z向尺寸较大而沿y向尺 寸相同的用于磁耦合块31和32限位的矩形限位通道的上半部分。在测试 时,将磁耦合块塞入由上盖板1和下盖板2组合而成的矩形限位通道内, 当磁耦合块与矩形限位通道和端部矩形沉槽邻接处的台阶贴合之后,磁耦 合块突出的端面(进入端部矩形沉槽内)将成为哑铃形谐振腔区域在x方向 的侧壁,这样就构成了如图2中所示的哑铃形谐振腔冷测装置。
    如图2所示,磁耦合块31和32的结构完全相同且可互换,二者通过 同轴线分别与示波器6和信号源7相连,故这里仅以磁耦合块31为例进 行说明。
    图6a~图6c示出了本发明哑铃形谐振腔冷测装置中磁耦合块从前端 面、后端面观察时的立体示意图和xz截面视图。如图6a、图6b及图6c 所示,磁耦合块31为xz截面呈“凸”字形的金属块,其沿z方向宽度较 小的凸起端与图5a所示上盖板1中与中部长矩形沉槽状直波导段邻接的 端部矩形腔区域相配合,而其沿z方向宽度较大的底端则位于上盖板1中 的磁耦合块限位通道内,“凸”字形磁耦合块31的肩部与上盖板1中矩形 腔区域和限位通道区域相邻位置处的定位台阶紧密贴合即构成了完整的 哑铃形谐振腔。在磁耦合块31凸起端的中部横截面内开有两个贯通的圆 形孔道,圆孔中穿有外表面覆盖绝缘涂层的金属丝,金属丝在磁耦合块的 前端环绕成半圆形,这样构成的电流环将在其所围绕的腔体区域内激励起 磁场,此外,金属丝的一尾端直接与磁耦合块的底端面短接,而其另一尾 端则与固定在磁耦合块31底端上的同轴线的内芯相连。
    图7示出了本发明哑铃形谐振腔冷测装置中微扰杆的立体示意图。如 图7所示,金属微扰杆4为一端具有盖帽的杆状结构,其与上盖板1中长 矩形沉槽状直波导底部所开的通孔相配合,微扰杆4能以自由滑动的方式 穿过通孔进入哑铃形谐振腔的直波导内(这要求微扰杆的直径略小于上盖 板1中所开通孔的内径),从而可对谐振腔直波导内的电场实施扰动,其杆 长能够深入到所述哑铃形谐振腔内,微扰杆直径较大的盖帽用于限制其进 入直波导区域的最大长度,同时也便于冷测时手的插拔操作。
    图8示出了本发明哑铃形谐振腔冷测装置中所用密封圆钉的立体示意 图。如图8所示,密封圆钉5也为具有盖帽的杆状结构,用于在冷测时封 闭腔体,以便消除上盖板1中所开通孔对准确测定腔体频率的不利影响。 密封圆钉5的圆杆应与上盖板1中所开通孔实现较紧密的配合,而其端部 的直径可略小于上盖板1中通孔头部沉孔的内径。
    图9示出了本发明哑铃形谐振腔冷测装置中上盖板与密封圆钉相配合 的剖视图。如图9所示,当密封圆钉端部的底面与通孔头部沉孔的环形平 面紧密贴合时,密封圆钉的圆杆底面必须与上盖板1中直波导的开有通孔 的表面(垂直于y向的表面)严格持平,而不应表现为突出或内陷的情形。
    在对哑铃形谐振腔进行冷测时,需按照图2所示组装好冷测装置,上 盖板1和下盖板2的相对位置可由辅助夹具夹紧固定。信号源7输出连续 的扫频信号,在磁耦合块32的电流环线上建立起随时间变化的正弦电流, 同时,信号源7也提供同步的外触发信号作为示波器6的时间基准。位于 哑铃形谐振腔一端的磁耦合块32中的电流环将激励起腔体模式,这可引 起腔体另一端的磁耦合块31中的电流环截面内磁通的变化,进而在电流 环线上产生感应电流,与之相应的频率响应信号经同轴线输入示波器6并 在荧光屏上显示出来。对于哑铃形谐振腔中的模式,腔体将在模式频率处 谐振,这表现为对特定频率的输入信号具有“选择”现象,与上述双端口 网络S参数曲线上的峰值位置相对应。由于哑铃形腔体内存在多个谐振模 式(包括工作模式和非工作模式),同时也无法避免可能引入的外部干扰, 因而在实际测得的频率响应曲线上通?;岽嬖诙喔黾夥?。
    对实际哑铃形谐振腔的冷测以及对腔体频率的修正过程可简要叙述 如下。
    首先,组装并连接好如图2所示的冷测装置,在完成仪器的预热加电 之后,示波器6的荧光屏上将稳定地输出具有多个尖峰的频率响应曲线。 由于工作模式(场形分布满足要求的模式)在微扰杆4所处位置的电场较 强,因此,通过手动插拔腔体通孔中的微扰杆4将引起工作模式频率的较 大变化,这在示波器6的荧光屏上表现为相应尖峰沿频率响应曲线移动, 据此即可从曲线上的多个尖峰中分辨出对应于腔体工作模式的尖峰。这里 可能遇到的问题是,在微扰杆4所处位置,某些非工作模式也具有较大的 场强,因而,出现明显移动的尖峰可能并不与工作模式相对应,这就需要 在冷测之前使用电磁分析软件对腔体结构进行建模,由仿真计算初步确定 出工作模式所在的频率范围,再将仿真和实验结果进行相互比对从而避免 误判。在找到工作模式之后,从腔体的通孔中拔出微扰杆4,再将密封圆 钉5插入通孔中封闭腔体,这样从频率响应曲线上已确认尖峰的位置处可 准确读出工作模式的频率。
    接下来,由于零件在实际加工和装配过程中存在误差,实测腔体工作 模式的频率往往与设计值存在差异,因而需要对腔体某些尺寸进行微调以 使之达到要求??悸堑阶槌汕惶宓纳细前?和下盖板2的结构较为复杂, 对其进行精密的二次加工较为困难,因此,这里选择对在x向封闭腔体两 端的“凸”字形金属块(结构与腔体冷测装置中所用的磁耦合块31及32 类似,区别在于未设置电流环,冷测完成之后代替磁耦合块在横向封闭腔 体)进入腔体中与直波导段相邻的矩形腔区域的长度进行调整。在如图2 所示的冷测装置中,通过在“凸”字形结构的磁耦合块31和32的肩部使 用不同厚度的垫片可以调节其安装有电流环的一端进入哑铃形腔体两侧 矩形腔区域的长度,从而逐步修正腔体工作模式的频率与设计值一致。在 频率达到要求之后,以磁耦合块进入腔体中矩形腔区域的实际长度为标 准,将封闭实际腔体的“凸”字形金属块的相应尺寸加工到位。
    还需要说明的是,在上述对哑铃形腔体的冷测过程中,忽略了磁耦合 块31和32端面上的电流环对腔体频率的影响。在要求很高的场合中,通 过反复的实验测试可以进一步找到一个针对前述磁耦合块进入腔体中矩 形腔区域的实际长度的微小修正量,按照叠加了该修正量后的尺寸加工用 于封闭实际腔体的“凸”字形金属块即可在最终的腔体中将电流环的影响 消除。
    (1)本发明中,为配合金属丝较小的外径并减小测量误差,在磁耦合 块中部横截面内开有两个贯穿的细长形圆孔道。由于在金属块上加工出直 径较小的长孔具有较大的难度,这里也可将磁耦合块分成两块对称的结构 件,分别在其上加工出两个半圆形或矩形凹槽,然后再将它们组装固定为 一个整体。
    (2)本发明所提及的结构件中,为提高微扰杆和密封圆钉的强度,其 制作材料可以选择为不锈钢或蒙乃尔,以使其在冷测时的多次插拔操作中 不易折断或变形。
    本发明提出的上述方案在哑铃形谐振腔中与直波导段相接的尺寸较 大的矩形腔区域内设置电流环对工作模式进行激励和探测,这克服了随着 工作频率不断升高-腔体直波导段和漂移通道窄边高度将显著减小-所 导致的放置激励装置的困难,从而使得在毫米波段仍可对不具有外接波导 的作为互作用电路中间腔的哑铃形腔体进行冷测。
    本发明提出的上述方案在上盖板对应哑铃形腔直波导段的中部位置 开有通孔,在冷测时可插入金属微扰杆从具有多个尖峰的频率响应曲线上 分辨出工作模式。工作模式在直波导段中的电场较强,金属微扰杆的插拔 操作可引起曲线上相应的尖峰产生移动。在实际的冷测中,这可有效排除 非工作模式和干扰信号带来的混淆。
    本发明提出的上述方案在磁耦合块从冷测装置的两侧塞入哑铃形腔 体中的矩形腔区域内形成封闭的冷测结构,通过使用垫片可以调节“凸” 字形磁耦合块宽度较窄的一端在矩形腔区域内的长度,从而在一定程度上 对腔体的谐振频率进行修正,这可为加工封堵腔体的“凸”字形金属块时 在尺寸方面给出准确数值。
    本发明提出的上述方案在外部测量设备方面,选择了信号源和示波器 的组合方式而非单一的网络分析仪,这使得示波器上的频率响应曲线能够 实时地跟随外部扰动的不同而变化,因此通过插拔金属微扰杆施加扰动可 以很容易地分辨出腔体内的工作模式。
    以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已, 并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、 等同替换、改进等,均应包含在本发明的?;し段е?。

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    一种 哑铃 谐振腔 耦合 法冷测 装置
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