專利名稱：U形溫補短路器矩形波導諧振腔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明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u形溫補短
路器矩形波導諧振腔。
背景技術：
波導諧振腔的諧振頻率取決于諧振腔的形狀、尺寸、腔內填充媒質和諧振模式。當 溫度改變時，由于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(fā)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采用恒溫措施，或者采用熱膨脹系數小的腔體材料如殷鋼， 或者采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復雜，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(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是提出一種U形溫補短路器矩形波導諧振腔，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(fā)明的U形溫補短路器矩形波導諧振腔由金屬腔體、U形短路器、支 撐體及輸入輸出耦合裝置組成，其中U形短路器位于金屬腔體內，短路器的形狀為U形，U 形短路器的底面與金屬腔體的頂面腔壁平行，U形短路器底面形狀是矩形，其尺寸略小于金 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U形短路器無法在金 屬腔體中的滑動，U形短路器的兩個側面與金屬腔體的寬面腔壁平行，U形短路器的側面的 面積較大，同時這些側面與金屬腔體寬面?zhèn)缺谥g的縫隙很小，這樣就可以保持U形短路 器與金屬腔體寬面?zhèn)缺谥g良好的電接觸；支撐體位于金屬腔體一個頂面腔壁和短路器底 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器的底面連接； 電磁波諧振發(fā)生在由U形短路器、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；諧振主模TE1Q1模式以及高次諧振模式TEm。n的諧 振頻率與U形短路器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 窄面腔壁之間的距離有關，這兩個距離越長，TE1Q1和TEm。n模式的諧振頻率越低；構成金屬 腔體及短路器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系數大于腔體 材料的熱膨脹系數；當溫度升高時，由于熱膨脹，金屬腔體在三個方向的長度都增加，支撐 體的長度也增加，但由于支撐體材料的熱膨脹系數大于金屬腔體材料的熱膨脹系數，當支 撐體長度與金屬腔體頂面腔壁之間距離的比值大于金屬腔體材料的熱膨脹系數與支撐體 材料的熱膨脹系數的比值時，溫度增加會使得短路器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兩個窄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TE1Q1和TEm。n模式的諧振頻率基本不變；同理 溫度下降時，TE1Q1和TE^模式的諧振頻率也可以保持基本不變。
有益效果本發(fā)明的有益效果是，大幅度減小了矩形諧振腔的TE1Q1和TE^模式的 諧振頻率隨溫度的變化，并且結構簡單，適用頻率范圍寬，也不需要附加的溫度補償控制機構。
圖1是本發(fā)明的結構示意圖。 圖中有金屬腔體1、U形短路器2、支撐體3、輸入輸出耦合裝置4、底面5、頂面腔 壁6、側面7、寬面腔壁8、另一頂面腔壁9、兩側面腔壁10、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(fā)明作進一步說明。 本發(fā)明所采用的實施方案是U形溫補短路器矩形波導諧振腔包括金屬腔體、U形 短路器、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。u形短路器位于金屬腔體內，短路器的材料是導電金屬，也可以
在非金屬材料表面上電鍍金屬，短路器的形狀為U形，U形短路器的底面與金屬腔體的頂面 腔壁平行，U形短路器底面形狀是矩形，其尺寸略小于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U形短路器無法在金屬腔體中的滑動，U形短路器的兩個 側面與金屬腔體的寬面腔壁平行，U形短路器的側面的面積較大，同時這些側面與金屬腔體 寬面?zhèn)缺谥g的縫隙很小，這樣就可以保持U形短路器與金屬腔體寬面?zhèn)缺谥g良好的電 接觸；支撐體位于金屬腔體一個頂面腔壁和短路器底面之間，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器的底面連接；電磁波諧振發(fā)生在由U形短路器、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于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 一個或多于一個。諧振主模TE皿模式以及高次諧振模式TEm。n的諧振頻率與U形短路器到 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之間的距離有 關，這兩個距離越長，TE1Q1和TEm。n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，支撐體的熱膨脹系數大于金屬腔體的熱膨脹系數。當溫度升高時， 由于熱膨脹，金屬腔體在三個方向的長度都增加，支撐體的長度也增加，但由于支撐體材料 的熱膨脹系數大于金屬腔體材料的熱膨脹系數，當支撐體長度與金屬腔體頂面腔壁之間距 離的比值大于金屬腔體材料的熱膨脹系數與支撐體材料的熱膨脹系數的比值時，溫度增加 會使得U形短路器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 兩個窄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 TE1Q1和TEm。n模式的諧振頻率基本不變；同理溫度下降時，TE皿和TEm。nl模式的諧振頻率也 可以保持基本不變。 在結構上，U形溫補短路器矩形波導諧振腔由一個金屬腔體1、一個U形短路器2、 支撐體3及一個或數個輸入輸出耦合裝置4組成。其中，U形短路器2位于金屬腔體1內， U形短路器2的形狀為U形，U形短路器2的底面5與金屬腔體的頂面腔壁6平行，U形短 路器2的兩個側面7與金屬腔體的寬面腔壁8平行，U形短路器2的側面7的面積較大，同 時這些側面7與金屬腔體1寬面?zhèn)缺?之間的縫隙很小，這樣就可以保持U形短路器2與金屬腔體1寬面?zhèn)缺?之間良好的電接觸；支撐體3位于金屬腔體1 一個頂面腔壁6和短 路器底面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U 形短路器2的底面5連接；U形短路器2、金屬腔體1的另一頂面腔壁9、金屬腔體1的兩個 窄面腔壁10和兩個寬面腔壁8構成了長方體諧振空間11 ;輸入輸出耦合裝置4位于諧振 空間11內的金屬腔體1的頂面腔壁9或窄面腔壁10或寬面腔壁8上，輸入輸出耦合裝置 數量可以是一個或多于一個。 在制造上，金屬腔體1和短路器2宜選用導電性能好的材料制造，或者是用表面鍍 有導電材料的非導電材料制造，U形短路器2的底面5形狀是矩形，其尺寸略小于金屬腔體 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U形短路器2無法在金屬腔 體1中的滑動，金屬腔體1和U形短路器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的熱膨脹系數大于金屬腔體1的熱膨脹系數，支撐體3長度與金屬腔體1頂面腔 壁6到頂面腔壁9之間距離的比值大于金屬腔體1材料的熱膨脹系數與支撐體3材料的熱 膨脹系數的比值，以使得溫度增加時，U形短路器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IO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(fā)明。
權利要求
一種U形溫補短路器矩形波導諧振腔，其特征在于該超低溫漂U形短路器矩形波導諧振腔由金屬腔體(1)、U形短路器(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，U形短路器(2)位于金屬腔體(1)中，支撐體(3)的一頭與金屬腔體(1)的頂面腔壁(6)連接，支撐體(2)的另一頭與U形短路器(2)的底面(5)連接；U形短路器(2)、金屬腔體(1)的另一頂面腔壁(9)、金屬腔體的兩側面腔壁(10)及上下面寬面腔壁(8)構成了電磁波的諧振空間(11)；輸入輸出耦合裝置(4)位于諧振空間(11)部分的金屬腔體(1)的頂面腔壁(9)或窄面腔壁(10)或寬面腔壁(8)上。
2. 根據權利要求1所述的U形溫補短路器矩形波導諧振腔，其特征在于金屬腔體(1) 的熱膨脹系數小于支撐體(3)的熱膨脹系數。
3. 根據權利要求1或2所述的U形溫補短路器矩形波導諧振腔，其特征在于支撐體(3) 材料的熱膨脹系數與金屬腔體(1)材料的熱膨脹系數的比值大于金屬腔體(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1所述的U形溫補短路器矩形波導諧振腔，其特征在于U形短路器(2) 的兩個側面(7)與金屬腔體(1)的寬面腔壁(8)平行，U形短路器(2)的底面(5)與金屬 腔體(1)的頂面腔壁(6)平行。
5. 根據權利要求1或4所述的U形溫補短路器矩形波導諧振腔，其特征在于U形短路 器(2)的底面(5)形狀是矩形，其尺寸略小于金屬腔體(1)頂面腔壁(6)的尺寸，使U形短 路器(2)在金屬腔體(1)中能滑動。
6. 根據權利要求1所述的U形溫補短路器矩形波導諧振腔，其特征在于電磁波的諧振 時的能量存在于諧振空間(11)中。
全文摘要
U形溫補短路器矩形波導諧振腔可以顯著降低溫度對諧振腔TE101和TEm0n模式諧振頻率的影響。該超低溫漂U形短路器矩形波導諧振腔由金屬腔體(1)、U形短路器(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，U形短路器(2)位于金屬腔體(1)中，支撐體(3)的一頭與金屬腔體(1)的頂面腔壁(6)連接，支撐體(2)的另一頭與U形短路器(2)的底面(5)連接；U形短路器(2)、金屬腔體(1)的另一頂面腔壁(9)、金屬腔體的兩側面腔壁(10)及上下面腔壁(8)構成了電磁波的諧振空間(11)；輸入輸出耦合裝置(4)位于諧振空間(11)部分的金屬腔體(1)的頂面腔壁(9)或窄面腔壁(10)或寬面腔壁(8)上。
文檔編號H01P7/00GK101752641SQ20101010635
公開日2010年6月23日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權日2010年2月2日
發(fā)明者孫忠良, 殷曉星, 趙洪新 申請人:東南大學