对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置与方法。该装置中，中间谐振腔两侧开设直至谐振腔本体两侧的通孔；装置包括：调谐销钉，其窄端插入中间谐振腔的第一侧的通孔内，构成中间谐振腔的一个腔壁，其宽端与步进电机连接；测试输出法兰，固定于谐振腔本体的第二侧，其第一侧为矩形台阶，插入谐振腔本体的第二侧并沉槽至底部，该测试输出法兰的中心具有与中间谐振腔第二侧通孔横截面尺寸相同的波导孔，该波导孔的第一侧对准中间谐振腔；以及矢量网络分析仪，其测试端口连接至测试输出法兰中心波导孔的第一侧。本发明专利技术冷测装置结构简单，体积小，成本低，质量轻，同时可以测试出中间谐振腔调谐特性，有着广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波真空电子器件
，尤其涉及一种对小尺寸带状注速调管中 间谐振腔进行冷测的装置与方法。
技术介绍
在速调管中，谐振腔特性关系到速调管的输出功率和工作带宽等工作特性，冷测 技术能够反映谐振腔特性，是验证设计的重要手段。速调管的输入谐振腔和输出谐振腔可 以采用端口法或者探针法测试其谐振特性，速调管的中间谐振腔与外部无耦合，通常采用 探针法测试。 速调管的高频率和紧凑型是目前的发展趋势，高频率的速调管谐振腔和电子注 通道尺寸变得越来越小。W波段速调管的电子注通道直径或者矩形通道的高度通常小于 1_，如美国加利福尼亚大学戴维斯分校研制的W波段带状注速调管的电子注通道高度仅 为 0· 72mm。 在现有的谐振腔特性测试技术中，端口法测试是基于矢量网络分析仪的一种测试 方法，这种方法能直观的反映出谐振腔的谐振频率和外品质因子，操作简单。探针法测试是 将探针插入速调管的电子注通道，由扫频信号源产生的扫频信号通过源探针在谐振腔间隙 上激励起高频场，再通过接收探针，经检波器将谐振腔间隙电场的幅度随频率变化显示在 示波器上。探针法测试需要满足条件的探针和设备，但是直径小于1_的探针在国内还无 法获取。 输入谐振腔和输出谐振腔的测试都能够采用单端口法进行测试，通过测试该端口 的群时延曲线就能反映出该谐振腔的特性，若中间谐振腔也采用该方法进行测试，将降低 成本，并简化测试装置。 然而，在实现本专利技术的过程中， 申请人:发现由于带状注速调管中间谐振腔没有测 试端口，导致无法采用端口法对其进行冷测，以得到频率特性。
技术实现思路
(一）要解决的技术问题 鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷 测的装置与方法。 (二）技术方案 根据本专利技术的一个方面，提供了一种对带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装 置。带状注速调管中间谐振腔包括：谐振腔本体60,在其内部形成有前后开口的中间谐振 腔10。中间谐振腔10两侧开设直至谐振腔本体60两侧的通孔，其中，第一侧通孔的截面尺 寸等于中间谐振腔相邻部位的截面尺寸，第二侧通孔在中间谐振腔的第二侧形成台阶。装 置包括：调谐销钉30,其窄端插入中间谐振腔10的第一侧的通孔内，构成中间谐振腔10的 一个腔壁，其宽端与步进电机连接，步进电机带动该调谐销钉30左右移动，中间谐振腔10 的体积随插入深度而改变；测试输出法兰20,固定于谐振腔本体60的第二侧，其第一侧为 矩形台阶，插入谐振腔本体60的第二侧并沉槽至底部，该测试输出法兰20的中心具有与中 间谐振腔10第二侧通孔横截面尺寸相同的波导孔21，该波导孔21的第一侧对准中间谐振 腔10 ;矢量网络分析仪，其测试端口连接至测试输出法兰20中心波导孔的第一侧，通过波 导孔21对中间谐振腔10进行测试。 根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种利用上述装置对带状注速调管中间谐振 腔进行冷测的方法。该方法包括：步骤A，连接矢量网络分析仪与测试输出法兰20,设置矢 量网络分析仪显示群时延曲线，由该群时延曲线读取谐振频率；步骤B，步进电机带动调谐 销钉向内侧或者向外侧移动，读取并记录矢量网络分析仪的数据。 (三）有益效果 从上述技术方案可以看出，本专利技术对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测的 装置与方法具有以下有益效果： (1)避免了小尺寸探针的使用，实现了小尺寸带状注速调管中间谐振腔的冷测，降 低了实验成本； 直径小于1mm的探针价格昂贵，且在国内没有渠道获得；使用该小尺寸带状注速 调管中间谐振腔冷测装置能够实现中间谐振腔的测试，又避免了小尺寸探针的使用，降低 了测试难度和测试成本。 (2)测试的同时可以获得腔体的调谐特性。 小尺寸速调管谐振腔的调谐技术是速调管研制的关键技术之一；在冷测的同时， 通过记录调谐销钉位置和测试曲线的关系，可以同时获得该谐振腔的调谐特性，而探针法 测试不易获得调谐特性。 (3)结构简单，操作方便。 探针法测试需要两个探针和两套探针移动装置，结构较为复杂；该小尺寸带状注 速调管中间谐振腔冷测装置只需要一套步进电机即可，结构更加简单，操作方便。 【附图说明】 图1A为根据本专利技术实施例对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置的 结构示意图； 图1B为图1A所示装置的剖视图； 图2为图1A所示装置中装夹模具组件的结构示意图； 图3为测试完成后并实现密封的小尺寸带状注速调管中间谐振腔的结构示意图。 【本专利技术主要元件符号说明】 10-中间谐振腔； 20-测试输出法兰；21-矩形波导孔； 30-调谐销钉； 40-装夹模具组件； 41-U型夹板； 42-第一拉杆； 43-第二拉杆； 50-密封销钉； 60-谐振腔本体。 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、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，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部 分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员 所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等 于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的 方向用语，例如上、下、前、后、左、右等，仅是参考附图的方向。因此，使用的 方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术的保护范围。 本专利技术采用在谐振腔的一侧开口，通过矩形波导孔连接至矢量网络分析仪，单端 口测试谐振腔的群时延曲线，进而判断谐振腔的谐振频率；步进电机带动调谐销钉移动，改 变谐振腔的谐振频率，并最终确定调谐销钉的位置；之后使用密封销钉将矩形波导孔密封， 进而完成中间谐振腔的冷测实验。 在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种对小尺寸带状注速调管中间谐振腔 进行冷测的装置。图1A为根据本专利技术实施例对小尺寸带状注速调管中间谐振腔进行冷测 的装置的结构示意图；图1B为图1A所示装置的剖视图。 请参照图1A和图1B，本实施例中小尺寸带状注速调管中间谐振腔包括：谐振腔本 体60,在其内部形成有中间谐振腔10,该中间谐振腔的前后开口。 本实施例中，谐振腔本体60由两块镜像对称的刻槽无氧铜板焊接而成。谐振腔本 体60内的中间谐振腔10为中间细，两头粗的哑铃型空腔。 中间谐振腔10两侧开设直至谐振腔本体60左右两侧的通孔，其中，左侧通孔的 截面尺寸等于中间谐振腔10相邻部位的截面尺寸，右侧通孔的高度大于中间谐振腔10相 邻部位的高度，宽度小于中间谐振腔10相邻部位的宽度，从而在中间谐振腔的右侧形成台 阶。此时，中间谐振腔10为前、后、左、右开放，上、下封闭的空腔。 本实施例中，该冷测装置包括：调谐销钉30,其窄端插入中间谐振腔10的左侧 通孔内，构成中间谐振腔的一个腔壁，其宽端与步进电机连接，前后可移动；测试输出法兰 20,通过装夹模具组件固定于谐振腔本体60的右侧，其左侧为矩形台阶，插入谐振腔本体 60的第二侧并沉槽至底部，其右侧为FUGP型标准法兰盘，位于谐振腔本体60的外部，其中， 该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置，其特征在于：所述带状注速调管中间谐振腔包括：谐振腔本体(60)，在其内部形成有前后开口的中间谐振腔(10)；所述中间谐振腔(10)两侧开设直至所述谐振腔本体(60)两侧的通孔，其中，第一侧通孔的截面尺寸等于中间谐振腔相邻部位的截面尺寸，第二侧通孔在中间谐振腔的第二侧形成台阶；所述装置包括：调谐销钉(30)，其窄端插入所述中间谐振腔(10)的第一侧的通孔内，构成所述中间谐振腔(10)的一个腔壁，其宽端与步进电机连接，所述步进电机带动该调谐销钉(30)左右移动，所述中间谐振腔(10)的体积随插入深度而改变；测试输出法兰(20)，固定于所述谐振腔本体(60)的第二侧，其第一侧为矩形台阶，插入所述谐振腔本体(60)的第二侧并沉槽至底部，该测试输出法兰(20)的中心具有与所述中间谐振腔(10)第二侧通孔横截面尺寸相同的波导孔(21)，该波导孔(21)的第一侧对准所述中间谐振腔(10)；以及矢量网络分析仪，其测试端口连接至所述测试输出法兰(20)中心波导孔的第一侧，通过所述波导孔(21)对所述中间谐振腔(10)进行测试。

【技术特征摘要】
1. 一种对带状注速调管中间谐振腔进行冷测的装置，其特征在于： 所述带状注速调管中间谐振腔包括：谐振腔本体￠0)，在其内部形成有前后开口的中 间谐振腔（10); 所述中间谐振腔（10)两侧开设直至所述谐振腔本体￠0)两侧的通孔，其中，第一侧通 孔的截面尺寸等于中间谐振腔相邻部位的截面尺寸，第二侧通孔在中间谐振腔的第二侧形 成台阶； 所述装置包括： 调谐销钉（30)，其窄端插入所述中间谐振腔（10)的第一侧的通孔内，构成所述中间谐 振腔（10)的一个腔壁，其宽端与步进电机连接，所述步进电机带动该调谐销钉（30)左右移 动，所述中间谐振腔（10)的体积随插入深度而改变； 测试输出法兰（20)，固定于所述谐振腔本体￠0)的第二侧，其第一侧为矩形台阶，插 入所述谐振腔本体￠0)的第二侧并沉槽至底部，该测试输出法兰（20)的中心具有与所述 中间谐振腔（10)第二侧通孔横截面尺寸相同的波导孔（21)，该波导孔（21)的第一侧对准 所述中间谐振腔（10);以及 矢量网络分析仪，其测试端口连接至所述测试输出法兰（20)中心波导孔的第一侧，通 过所述波导孔（21)对所述中间谐振腔（10)进行测试。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间谐振腔（10)第二侧通孔的高度 大于所述中间谐振腔（10)相邻部位的高度，宽度小于所述中间谐振腔（10)相邻部位的宽 度，从而在该侧形成台阶。3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：装夹模具组件（40); 所述测试输出法兰（20)通过该装夹模具组件（40)固定于所述谐振腔本体（60)的第 二侧。4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装夹模具组件（40)包括： 左夹板组合和右夹板组合，每一夹板组合均由2个U型夹板相对设置并通过上下2第 二拉杆固定连接，其中部形成一方孔； 2个第一拉杆，所述左夹板组合和右夹板组合分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨修东，阮存军，张长青，王树忠，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11