專利名稱：超低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及一種波導(dǎo)諧振腔，尤其是一種能減少諧振頻率溫度漂移的超 低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔。
背景技術(shù)：
諧振腔的諧振頻率取決于諧振腔的形狀、尺寸、腔內(nèi)填充媒質(zhì)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(yīng)，諧振腔的尺寸也會變化，由此導(dǎo)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，或者采用附加的溫度補償裝置，或者采用熱膨脹 系數(shù)小的腔體材料如殷鋼等等。這些方法的主要問題是所需設(shè)備復(fù)雜，或者需要附加溫度 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(nèi)容技術(shù)問題本實用新型的目的是提出一種超低溫漂圓形波導(dǎo)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(shù)方案本實用新型的自溫度補償圓形波導(dǎo)諧振腔由金屬腔體、短路筒、支撐體 及一個或數(shù)個輸入輸出耦合裝置所組成，其中金屬腔體為空心的圓柱形，短路筒位于金屬 腔體中，短路筒由一個圓形底面和一個圓柱形筒壁組成，短路筒中的圓形底面通過支撐體 與金屬腔體的一個底面腔壁相連，短路筒的外徑略小于金屬腔體側(cè)壁內(nèi)徑；短路筒中的底 面、金屬腔體的另一底面腔壁、金屬腔體的側(cè)壁構(gòu)成電磁波的諧振空間，輸入輸出耦合裝置 位于諧振空間金屬腔體的底面腔壁或側(cè)壁上。金屬腔體的熱膨脹系數(shù)小于支撐體的熱膨脹 系數(shù)。支撐體材料的熱膨脹系數(shù)與金屬腔體材料的熱膨脹系數(shù)的比值大于金屬腔體底面 腔壁到底面腔壁之間的距離與支撐體長度的比值。短路筒開口方向朝向金屬腔體的底面腔 壁。短路筒筒壁高度顯著大于短路筒底面的厚度。短路筒與金屬腔體的側(cè)壁之間為緊密的滑動配合，只要短路筒不至于無法在金屬 腔體中滑動就可以。這樣短路筒與圓柱形金屬腔體的腔壁之間只有很微小的縫隙；電磁波 諧振發(fā)生在由短路筒底面、金屬腔體的無支撐體的底面腔壁、金屬腔體的側(cè)壁構(gòu)成的圓柱 形諧振空間中；諧振模式的諧振頻率與金屬腔體短路筒到金屬腔體無支撐體的另一個底面 腔壁的距離有關(guān)，也與諧振腔的半徑有關(guān)，這兩個參數(shù)越長，諧振模式的諧振頻率越低；構(gòu) 成金屬腔體及短路筒的材料是導(dǎo)電性能好的金屬材料；構(gòu)成支撐體的材料的熱膨脹系數(shù)大 于腔體材料的熱膨脹系數(shù)；當溫度升高時，由于熱膨脹，金屬腔體的長度和半徑都增加，支 撐體的長度也增加，但由于支撐體材料的熱膨脹系數(shù)大于金屬腔體材料的熱膨脹系數(shù)，當 支撐體長度與金屬腔體底面腔壁之間距離的比值大于金屬腔體材料的熱膨脹系數(shù)與支撐 體材料的熱膨脹系數(shù)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底面 腔壁之間的距離減小，這樣可以補償金屬腔體側(cè)壁半徑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。有益效果本實用新型的有益效果是，大幅度減小了圓柱形諧振腔的諧振頻率隨 溫度的變化，并且結(jié)構(gòu)簡單，適用頻率范圍寬，也不需要附加的溫度補償控制機構(gòu)。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖。圖中有圓柱金屬腔體1，短路筒2，支撐體3，輸入輸出耦合裝置4，短路筒底面5，短 路筒筒壁6，與支撐體相連的腔體底面腔壁7，腔體側(cè)壁8，不帶支撐體的底面腔壁9，諧振空 間10。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。本實用新型所采用的技術(shù)方案是超低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔包括金屬腔體、短路 筒、連接圓柱形金屬腔體底面與短路筒底面的支撐體及一個或數(shù)個輸入輸出耦合裝置。金 屬腔體的形狀是圓柱體。短路筒的材料可以是與金屬腔體一樣的材料，也可以是其它導(dǎo)電 金屬材料，還可以在非金屬材料表面上電鍍金屬，短路筒由一個圓形底面和一個圓柱形筒 壁組成，短路筒的底面為圓形，該底面通過支撐體與圓柱形金屬腔體的一個底面腔壁連接， 短路筒筒壁外徑略小于圓柱形金屬腔體的內(nèi)徑，這樣可以保持短路筒與圓柱形金屬腔體的 腔壁之間縫隙盡量小，只要保證在正常工作溫度范圍內(nèi)，短路筒不至于無法在金屬腔體中 滑動就可以，這樣就改善了短路筒的筒壁與金屬腔體腔壁的電接觸。電磁波諧振發(fā)生在由 短路筒、金屬腔體的無支撐體的底面腔壁、金屬腔體的側(cè)壁構(gòu)成的圓柱體諧振空間中。輸入 輸出耦合裝置位于諧振空間的金屬腔體的底面腔壁或側(cè)壁上，輸入輸出耦合裝置數(shù)量可以 是一個或多于一個。諧振模式的諧振頻率與金屬腔體短路筒到金屬腔體無支撐體的另一個 底面腔壁的距離有關(guān)，也與金屬腔體腔壁的半徑有關(guān)，這兩個參數(shù)越大，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，支撐體的熱膨脹系數(shù)大于金屬腔體的 熱膨脹系數(shù)。當溫度升高時，由于熱膨脹，金屬腔體在各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(shù)大于金屬腔體材料的熱膨脹系數(shù)，當支撐體長 度與金屬腔體底面腔壁之間距離的比值大于金屬腔體材料的熱膨脹系數(shù)與支撐體材料的 熱膨脹系數(shù)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底面腔壁的距 離減小，可以補償金屬腔體側(cè)壁半徑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(jié)構(gòu)上，超低溫漂圓形波導(dǎo)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(shù)個輸入輸出耦合裝置4組成。支撐體3的一頭固定在金屬腔體1的底面腔壁7上， 支撐體3的另一頭固定在短路筒2的底面5上，短路筒2由一個圓形底面5和一個圓柱形 筒壁6組成，短路筒2的開口朝向金屬腔體1的底面腔壁7，短路筒2的底面5通過支撐體 3與圓柱形金屬腔體1的底面腔壁7連接。短路筒2的底面5、金屬腔體1的另一頂面腔壁 9、金屬腔體1的側(cè)壁8構(gòu)成了電磁波的諧振空間10。輸入輸出耦合裝置4位于諧振空間10 內(nèi)的金屬腔體1的底面腔壁9或側(cè)壁8上輸入輸出耦合裝置數(shù)量可以是一個或多于一個。
4[0012] 在制造上，金屬腔體1和短路筒2宜選用導(dǎo)電性能好的材料制造，金屬腔體1和短 路筒2的表面可以鍍金，短路筒2筒壁6外徑略小于圓柱形金屬腔體1的內(nèi)徑，這樣可以保 持短路筒2與圓柱形金屬腔體1的側(cè)壁8之間縫隙盡量小，只要保證在正常工作溫度范圍 內(nèi)，短路筒2不至于無法在金屬腔體1中滑動就可以，這樣就改善了短路筒2的筒壁6與金 屬腔體1側(cè)壁8的電接觸。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(shù)大于金屬腔 體1的熱膨脹系數(shù)，支撐體3長度與金屬腔體1底面腔壁7到底面腔壁9之間距離的比值 大于金屬腔體1材料的熱膨脹系數(shù)與支撐體3材料的熱膨脹系數(shù)的比值，以使得溫度增加 時，短路筒2的底面5到金屬腔體1無支撐體的另一個底面腔壁9的距離減小，以補償金屬 腔體1側(cè)壁8的半徑因熱膨脹長度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，都可以保持諧振模式的諧振頻率基本不變。根據(jù)以上所述，便可實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求一種超低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔，其特征在于該自溫度補償圓形波導(dǎo)諧振腔由金屬腔體(1)、短路筒(2)、支撐體(3)及一個或數(shù)個輸入輸出耦合裝置(4)所組成，其中金屬腔體(1)為空心的圓柱形，短路筒(2)位于金屬腔體(1)中，短路筒(2)由一個圓形底面(5)和一個圓柱形筒壁(6)組成，短路筒(2)中的圓形底面(5)通過支撐體(3)與金屬腔體(1)的一個底面腔壁(7)相連，短路筒(2)的外徑略小于金屬腔體(1)側(cè)壁(8)內(nèi)徑；短路筒(2)中的底面(5)、金屬腔體(1)的另一底面腔壁(9)、金屬腔體的側(cè)壁(8)構(gòu)成電磁波的諧振空間(10)，輸入輸出耦合裝置(4)位于諧振空間(10)內(nèi)金屬腔體(1)的底面腔壁(9)或側(cè)壁(8)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔，其特征在于金屬腔體(1)的熱膨 脹系數(shù)小于支撐體(3)的熱膨脹系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔，其特征在于支撐體(3)材料 的熱膨脹系數(shù)與金屬腔體(1)材料的熱膨脹系數(shù)的比值大于金屬腔體(1)底面腔壁(7)到 底面腔壁(9)之間的距離與支撐體(3)長度的比值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔，其特征在于短路筒⑵開口方向 朝向金屬腔體(1)的底面腔壁(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的超低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔，其特征在于短路筒(2)筒壁 (6)高度顯著大于短路筒(2)底面(5)的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的超低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔，其特征在于短路筒(2) 與金屬腔體(1)的側(cè)壁(8)之間為緊密的滑動配合，只要短路筒(2)不至于無法在金屬腔 體(1)中滑動就可以。
專利摘要超低溫漂圓形波導(dǎo)諧振腔涉及一種波導(dǎo)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(shù)個輸入輸出耦合裝置(4)所組成，其中短路筒(2)由一個圓形底面(5)和一個圓柱形筒壁(6)組成，短路筒(2)的底面(5)通過支撐體(3)和金屬腔體(1)的一個底面腔壁(7)相連，支撐體(3)的熱膨脹系數(shù)大于金屬腔體(1)的熱膨脹系數(shù)，短路筒(2)外徑略小于金屬腔體(1)側(cè)壁(8)內(nèi)徑；短路筒(2)底面(5)、金屬腔體(1)的另一底面腔壁(9)、金屬腔體的側(cè)壁(8)構(gòu)成了電磁波的諧振空間(10)；輸入輸出耦合裝置(4)位于諧振空間(10)內(nèi)的金屬腔體(1)的側(cè)壁(8)或底面腔壁(9)上。
文檔編號H01P7/06GK201584480SQ20102002226
公開日2010年9月15日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者劉蕾蕾, 殷弋帆, 薄亞明 申請人:南京郵電大學(xué)