專利名稱：用于諧振腔的溫度補償機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于諧振腔的溫度補償機構(gòu)，具體來說，涉及利用擾動金屬棒實現(xiàn)諧振腔的溫度補償?shù)臏囟妊a償機構(gòu)。
背景技術(shù)：
諧振腔是重要的微波器件，被廣泛應用在濾波器、功率合成器等設備中。諧振頻率是諧振腔最重要的參數(shù)之一。當大功率廣播電視射頻信號通過含有諧振腔的設備時，由于諧振腔的功率損耗，會有一部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，設備的溫度會升高，導致諧振腔的體積和形狀發(fā)生微小的變化。這種變化雖然肉眼察覺不到，但會引起諧振頻率的漂移，從而使設備的性能發(fā)生變化，影響其正常使用。所以，實際應用中的微波諧振腔必須有好的溫度穩(wěn)定性，必須保證諧振腔的諧振頻率在一定溫度范圍內(nèi)保持恒定。為了使微波諧振腔有良好的溫度特性，目前比較常用的方法一般可分為兩種。一種是采用熱膨脹系數(shù)小的銦鋼材料制作諧振腔。這種材料做成的諧振腔的頻率穩(wěn)定度是由普通的銅或鋁做成的諧振腔的10倍左右，但銦鋼材料的缺點也比較多，如成本高、不容易焊接、導電率差、材料密度大等。銦鋼制成的腔體的內(nèi)壁必須鍍銀才能使用。由于銀和銦鋼的溫度膨脹系數(shù)相差很大，當腔體在使用中由于溫度反復變化，附著在銦鋼上的鍍銀層會剝落。當有一小塊先剝落時，該處因為銦鋼和銀導電率的差異會引起打火，從而加速腔體的損壞。另一種增加諧振腔溫度穩(wěn)定性的方法就是對諧振腔進行溫度補償。溫度補償(Temperature Compensation),就是應用某種方法,補償溫度對諧振腔諧振頻率所造成的影響，將諧振腔的諧振頻率穩(wěn)定在一個可以接受的范圍內(nèi)。由于溫度補償技術(shù)在實際應用中的重要性，目前出現(xiàn)了多種溫度補償技術(shù)。如圖la、圖1b所示的”改變諧振腔外形”技術(shù)是其中一種。對于矩形和圓柱波導諧振腔來說，它們的諧振頻率由諧振腔的外尺寸決定。因此，改變諧振腔的某些外形尺寸，可以達到溫度補償?shù)男Ч?。對于諧振腔不同的諧振模式，需要正確的選擇外形擾動的位置。圖1a為腔體壁水平移動的情況，圖1b為腔體壁受力變形的情況。這種溫度補償方法直觀有效，但缺點也是明顯的。對于圖1a的情況，腔體壁由于可以自由移動，需要很好地解決移動腔體壁同其它腔體壁的接觸問題；對于圖1b的情況，由于腔體壁受力需要適當彎曲，因此在制作工藝上有較高要求，且這種溫度補償方法需要的推動力比較大。另外一種就是“固定同軸腔內(nèi)導體長度”的技術(shù)。對于電容加載的同軸諧振腔來說，溫度對諧振頻率的影響主要是內(nèi)導體長度變化造成的。一種增加同軸諧振腔溫度穩(wěn)定性的方法，就是固定同軸腔內(nèi)導體的長度。如圖1c所示。在這種結(jié)構(gòu)中，同軸腔的內(nèi)導體由兩部分組成，它們之間使用簧片接觸，使得這兩部分可以相對的自由移動。內(nèi)導體2跟外導體通過一根銦鋼棒連接在一起。由于銦鋼的熱膨脹系數(shù)很小，可以認為當溫度升高時，內(nèi)導體2是固定不動的。雖然內(nèi)導體I受熱膨脹，長度增加，但內(nèi)導體的總長度并不發(fā)生改變，這樣就起到了穩(wěn)定諧振頻率的作用。這種做法有幾點不足。首先是溫度補償不完全。雖然這種結(jié)構(gòu)可以保證溫度變化時內(nèi)導體長度基本不變，但腔體外導體是有變化的，這對諧振腔的諧振頻率同樣是有影響的。其次就是簧片的接觸問題。簧片反復移動和摩擦可能會使得簧片失效。
實用新型內(nèi)容為了克服上述缺點，本實用新型提供了 一種用于諧振腔的溫度補償機構(gòu)。所述溫度補償機構(gòu)安裝在諧振腔的腔體壁上，其包括擾動金屬棒、動力源、偏置構(gòu)件、外殼、接觸簧片、動力源活動前端和擾動金屬棒連接棒。其中，所述外殼為具有封閉端和開放端的柱體腔，所述外殼的封閉端處于諧振腔的腔體之外，所述外殼的開放端處于諧振腔的腔體之內(nèi)；所述外殼的兩側(cè)開有條形槽，所述條形槽用以連接安裝在所述擾動金屬棒的開放端的所述擾動金屬棒連接棒；所述擾動金屬棒的棒體部分伸出所述外殼的開放端之外，伸入到所述諧振腔的腔體內(nèi)；所述動力源活動前端的一端抵在所述擾動金屬棒連接棒上，所述動力源活動前端的另一端安裝在所述動力源的前方以隨著所述動力源受熱膨脹而伸縮移動；所述動力源位于所述擾動金屬棒的空心棒體的內(nèi)部,并與所述外殼為一體結(jié)構(gòu)；所述偏執(zhí)構(gòu)件的一端抵在所述擾動金屬棒的空心棒體的內(nèi)側(cè)，所述偏置構(gòu)件位于所述動力源和所述擾動金屬棒的內(nèi)壁之間以提供與所述動力源相反方向的作用力；在靠近所述外殼的開放端一側(cè)的內(nèi)壁上形成有與所述外殼的開放端平面平行的環(huán)形凹槽，所述接觸簧片設置在所述環(huán)形凹槽之中并與所述擾動金屬棒彈性接觸，并且所述擾動金屬棒在上下滑動過程中始終保持著與所述接觸簧片的良好接觸。按照本實用新型的溫度補償機構(gòu)，優(yōu)選地，所述動力源為石蠟熱膨脹裝置。該裝置將含有紫銅粉末的石蠟密封在裝置內(nèi)部，起到為整個溫度補償機構(gòu)提供動力的作用。按照本實用新型的溫度補償機構(gòu)，優(yōu)選地，所述偏置構(gòu)件為彈簧。按照本實用新型的溫度補償機構(gòu)，優(yōu)選地，所述接觸簧片由導體制成，具備一定的彈性和良好的導電性能，保證所述外殼和所述擾動金屬棒良好的導電接觸。按照本實用新型的溫度補償機構(gòu)，優(yōu)選地，所述動力源活動前端為金屬圓柱，以隨著動力源受熱膨脹而伸縮移動。按照本實用新型的溫度補償機構(gòu)，優(yōu)選地，所述擾動金屬棒為非完整的空心圓柱結(jié)構(gòu)。所述擾動金屬棒的封閉端為完整的空心圓柱，深入諧振腔內(nèi)部；所述擾動金屬棒的開放端為非完整的圓柱，以便將擾動所述金屬棒連接棒和所述擾動金屬棒安裝在一起。按照本實用新型的溫度補償機構(gòu)，優(yōu)選地，所述外殼的外側(cè)帶有與所述諧振腔的腔體壁配合的螺紋，安裝在所述諧振腔的腔體壁上。按照本實用新型的溫度補償機構(gòu)，優(yōu)選地，所述外殼與所述諧振腔的腔體壁之間通過導電焊接、導電粘接或密封插接連接。所述諧振腔為矩形波導諧振腔、圓柱波導諧振腔、同軸腔。本實用新型的溫度補償機構(gòu)適用于矩形波導諧振腔和圓柱波導諧振腔，同樣也可以應用在同軸腔中。將該溫度補償機構(gòu)安裝在諧振腔合適的位置上，擾動金屬棒即會插入諧振腔中。當溫度變化時，溫度補償機構(gòu)中的動力源和偏置構(gòu)件會共同作用，推動擾動金屬棒改變位置，從而調(diào)節(jié)諧振腔的頻率，起到溫度補償?shù)男Ч?br>
[0017]圖1a是按照現(xiàn)有技術(shù)的通過改變諧振腔體壁的位置來進行溫度補償?shù)臏囟妊a償機構(gòu)的不意圖；圖1b是按照現(xiàn)有技術(shù)的通過改變諧振腔體壁的形狀來進行溫度補償?shù)臏囟妊a償機構(gòu)的不意圖；圖1c是按照現(xiàn)有技術(shù)的同軸諧振腔的溫度補償機構(gòu)的示意圖；圖2表示按照本實用新型的一種實施方式的溫度補償機構(gòu)。附圖標記說明如下:溫度補償機構(gòu)100、擾動金屬棒101、動力源102、偏置構(gòu)件103、外殼104、接觸簧片105、動力源活動前端106、擾動金屬棒連接棒107。
具體實施方式
為了使審查員能夠進一步了解本實用新型的結(jié)構(gòu)、特征及其他目的，現(xiàn)結(jié)合所附較佳實施例附以附圖詳細說明如下，本附圖所說明的實施例僅用于說明本實用新型的技術(shù)方案，并非限定本實用新型。本實用新型給出了采用石蠟熱膨脹裝置作為動力源的溫度補償機構(gòu)。石蠟熱膨脹裝置隨著腔體環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生動力，與偏置構(gòu)件一起作用推動擾動金屬棒在腔體內(nèi)運動，從而補償溫度變化對腔體諧振頻率的影響。圖2是按照本實用新型的一種實施方式的溫度補償機構(gòu)的示意圖。如圖2所示，溫度補償機構(gòu)100包括擾動金屬棒101、動力源102、偏置構(gòu)件103、外殼104、接觸簧片105、動力源活動前端106和擾動金屬棒連接棒107。溫度補償機構(gòu)100穿過諧振腔的腔體壁上的螺紋孔(未示出)安裝在諧振腔的腔體壁上，諧振腔腔體壁上設置的通孔內(nèi)壁上也設置有與外殼104外壁上的螺紋匹配的螺紋，從而能夠?qū)⑼鈿?04與諧振腔安裝為一體。此外，溫度補償機構(gòu)100的外殼104與諧振腔腔體壁之間的配合也可以采用其它方式，例如導電焊接、導電粘接、密封插接等等。如圖2所示，擾動金屬棒101、動力源102、偏置構(gòu)件103、接觸簧片105、動力源活動前端106和擾動金屬棒連接棒107都安裝在外殼104內(nèi)。外殼104具有封閉端的那一部分處于諧振腔腔體之外，具有開放端的那一部分處于諧振腔腔體之內(nèi)。擾動金屬棒101的棒體部分伸出外殼104的開放端之外，伸入到諧振腔腔體內(nèi)。如圖2所不,動力源102與外殼104為一體結(jié)構(gòu),二者之間不會產(chǎn)生相對位移。外殼104的兩側(cè)開有條形槽，以便于將擾動金屬棒連接棒107安裝在擾動金屬棒101上，使二者成為一個整體。擾動金屬棒101為非完整的空心圓柱結(jié)構(gòu)，其封閉端是完整的空心圓柱，深入諧振腔內(nèi)部，其開放端為非完整圓柱結(jié)構(gòu)，以便于將擾動金屬棒連接棒107和擾動金屬棒101安裝在一起。如圖2所示,動力源活動前端106安裝在動力源102的前方,可以隨著動力源102受熱膨脹而伸縮移動。動力源活動前端106抵在擾動金屬棒連接棒107上，當動力源102受熱膨脹時，會推動動力源活動前端106移動，從而推動擾動金屬棒連接棒107并帶動擾動金屬棒101，向著諧振腔外部的方向移動，將擾動金屬棒101 “拔出”諧振腔。偏置構(gòu)件103位于動力源102和擾動金屬棒101的內(nèi)壁之間,提供與動力源102相反方向的作用力。在動力源102、動力源活動前端106和偏置構(gòu)件103的共同作用下，擾動金屬棒101連同擾動金屬棒連接棒107 —起,懸置于外殼104之中。如圖2所示，在外殼104內(nèi)，還安裝有導體制成的接觸簧片105。該接觸簧片105安裝在外殼內(nèi)壁上的環(huán)形凹槽中。接觸簧片105與擾動金屬棒101彈性接觸，并且擾動金屬棒101在上下滑動過程中始終保持著與接觸簧片105的良好接觸。由于具有良好的導電性能，接觸簧片105用于保證擾動金屬棒101與外殼104間保持良好導電接觸。這樣，由于通過例如螺紋配合使得外殼104與諧振腔腔體壁之間保持了良好導電連接，因此保證了擾動金屬棒101與諧振腔腔體壁之間保持良好導電連接。如圖2所示，偏置構(gòu)件103可以是彈簧。該偏置構(gòu)件103為擾動金屬棒101提供與動力源102提供的推力方向相反的偏置力。按照圖2所示的實施方式，當溫度上升時，動力源102中的石蠟受熱膨脹后體積增大，因此動力源102通過動力源活動前端106和擾動金屬棒連接棒107，對擾動金屬棒101的推力增大，打破了偏置構(gòu)件103的偏置力與動力源102的推力之間的原有平衡，以致推動擾動金屬棒101向諧振腔體外部的方向移動，直到偏置構(gòu)件103的偏置力與動力源102的推力之間再次達到平衡，移動才會停止。此時，擾動金屬棒101被一定程度上的“拔出”諧振腔，從而達到調(diào)節(jié)諧振頻率的目的。本實用新型的溫度補償機構(gòu)適用于矩形和圓柱波導諧振腔，同樣也可以應用在同軸腔中。將該溫度補償機構(gòu)安裝在諧振腔合適的位置上，使得擾動金屬棒插入到諧振腔中，當溫度變化時，裝置中的熱敏動力源會推動擾動金屬棒改變位置，從而調(diào)節(jié)諧振腔的頻率，起到溫度補償?shù)男Ч?。本實用新型通過以上的實施例的說明，應當理解，本實用新型并不限于所描述的實施例和方案；這里所包含的這些實施和方案的目的在于，幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員實踐本實用新型；本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易在不脫離本實用新型構(gòu)思的情況下，進一步改進和完善。因此，本實用新型只受本申請權(quán)利要求書的限定，凡與本實用新型構(gòu)思相同的各種技術(shù)方案，都在本權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于諧振腔的溫度補償機構(gòu)，所述溫度補償機構(gòu)(100)安裝在諧振腔的腔體壁上，其特征在于，所述溫度補償機構(gòu)(100)包括擾動金屬棒(101 )、動力源(102)、偏置構(gòu)件(103)、外殼(104)、接觸簧片(105)、動力源活動前端(106)和擾動金屬棒連接棒(107);其中: 外殼(104)為具有封閉端和開放端的柱體腔,夕卜殼(104)的封閉端處于諧振腔的腔體之外，外殼(104)的開放端處于諧振腔的腔體之內(nèi)； 外殼(104)的兩側(cè)開有條形槽，所述條形槽用以連接安裝在擾動金屬棒(101)的開放端的擾動金屬棒連接棒(107)； 擾動金屬棒(101)的棒體部分伸出外殼(104)的開放端之外，伸入到所述諧振腔的腔體內(nèi)； 動力源活動前端(106)的一端抵在擾動金屬棒連接棒(107)上，動力源活動前端(106)的另一端安裝在動力源(102)的前方以隨著動力源(102)受熱膨脹而伸縮移動； 動力源(102)位于所述擾動金屬棒(101)的空心棒體的內(nèi)部，并與外殼(104)為一體結(jié)構(gòu)； 所述偏置構(gòu)件(103)的一端抵在所述擾動金屬棒(101)的空心棒體的內(nèi)側(cè),偏置構(gòu)件(103)位于動力源(102)和擾動金屬棒(101)的內(nèi)壁之間以提供與動力源(102)相反方向的作用力； 在靠近外殼(104)的開放端一側(cè)的內(nèi)壁上形成有與外殼(104)的開放端平面平行的環(huán)形凹槽，接觸簧片(105)設置在所述環(huán)形凹槽之中并與擾動金屬棒(101)彈性接觸，并且擾動金屬棒(101)在上下滑動過程中始終保持著與接觸簧片(105)的良好接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的溫度補償機構(gòu)，其特征在于，所述動力源(102)為石蠟熱膨脹裝置，以向所述溫度補償機構(gòu)提供動力。
3.如權(quán)利要求1所述的溫度補償機構(gòu)，其特征在于，所述偏置構(gòu)件(103)為彈簧。
4.如權(quán)利要求1所述的溫度補償機構(gòu)，其特征在于，所述接觸簧片(105)由導體制成。
5.如權(quán)利要求1所述的溫度補償機構(gòu)，其特征在于，所述動力源活動前端(106)為金屬圓柱，以隨著動力源受熱膨脹而伸縮移動。
6.如權(quán)利要求1所述的溫度補償機構(gòu)，其特征在于，所述擾動金屬棒(101)為非完整的空心圓柱結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的溫度補償機構(gòu)，其特征在于，所述擾動金屬棒(101)的封閉端為完整的空心圓柱，深入諧振腔的內(nèi)部；所述擾動金屬棒(101)的開放端為非完整的圓柱，以便將擾動金屬棒連接棒(107)和擾動金屬棒(101)安裝在一起。
8.如權(quán)利要求1所述的溫度補償機構(gòu)，其特征在于，所述外殼(104)的外側(cè)帶有與所述諧振腔的腔體壁配合的螺紋，安裝在所述諧振腔的腔體壁上。
9.如權(quán)利要求8所述的溫度補償機構(gòu)，其特征在于，所述外殼(104)與所述諧振腔的腔體壁之間通過導電焊接、導電粘接或密封插接連接。
10.如權(quán)利要求1、7、8或9所述的溫度補償機構(gòu)，其特征在于，所述諧振腔為矩形波導諧振腔、圓柱波導諧振腔或同軸腔。
專利摘要本實用新型提供了一種用于諧振腔的溫度補償機構(gòu)，所述溫度補償機構(gòu)安裝在諧振腔的腔體壁上，所述溫度補償機構(gòu)包括擾動金屬棒、動力源、偏置構(gòu)件、外殼、接觸簧片、動力源活動前端和擾動金屬棒連接棒。本實用新型的溫度補償機構(gòu)適用于矩形波導諧振腔和圓柱波導諧振腔，同樣也可以應用在同軸腔中。將該溫度補償機構(gòu)安裝在諧振腔合適的位置上，擾動金屬棒即會插入諧振腔中。當溫度變化時，溫度補償機構(gòu)中的動力源和偏置構(gòu)件會共同作用，推動擾動金屬棒改變位置，從而調(diào)節(jié)諧振腔的頻率，起到溫度補償?shù)男Ч?br> 文檔編號H01P7/06GK203013899SQ20122041711
公開日2013年6月19日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者王軼冬, 劉劍波 申請人:北京飛卡科技有限公司, 中國傳媒大學