一种20kW/2450MHz注入锁频磁控管制造技术

一种20kW/2450MHz注入锁频磁控管，包括一稳定电源、磁控管、激励腔、电磁铁、高稳信号源、四端环形器及吸收负载，稳定电源作为一微波电源，与磁控管连接，磁控管及电磁铁固定在激励腔上，稳定电源、磁控管、电磁铁及激励腔构成一微波能发生器，提供微波功率；四端环形器具有四个端口，第一端口与高稳信号源连接，第二端口与激励腔连接，第三端口与一负载连接用于输出微波功率至该负载，第四端口与吸收负载连接；高稳信号源用于提供稳定的2450MHz微波信号并通过所述四端环形器将2450MHz微波信号注入所述磁控管，该磁控管的振荡频率被所注入信号频率控制，并输出微波能经所述第三端口输出；磁控管为一低外观品质因数的磁控管。

【技术实现步骤摘要】
—种20kW/2450MHz注入锁频磁控管
本技术涉及磁控管
，具体而言涉及一种20kW/2450MHz注入锁频磁控管。
技术介绍
在2450MHz频段，现有的单只磁控管的功率只能做到30kW，寿命2000小时，输出功率与寿命非常有限。工业生产中加热对象往往体积庞大，微波功率不够高将直接影响加热效果，并严重制约生产规模，远不能满足大规模工业连续生产的需求。 目前在微波加热领域，功率合成技术使用的是非相干功率合成，也就是简单将多个磁控管作为独立微波源进行非相干功率合成，这样将造成功率合成效率低、难以消除磁控管之间相互之间的干扰，严重影响微波源的工作稳定性和工作寿命，甚至直接损坏微波源。原因是现有技术对连续波磁控管频率的控制精度不高，因此磁控管的频率离散型较大，一般在2450MHz±30MHz，远不能满足注入锁频连续波磁控管对锁频带宽的要求以及相干功率合成对连续波磁控管频率的要求，即稳定工作在2450MHz。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷或不足，本技术目的在于提供一种20kW/2450MHz注入锁频磁控管，频率稳定度高，并可延长磁控管的使用寿命，满足不同行业对2450MHz频率段连续波磁控管的工作需求，同时在在注入信号的控制下，连续波磁控管将稳定工作在2450MHz，可满足相干功率合成的要求，采用相干功率合成技术能获得几百上千千瓦甚至更高的高频率稳定度的微波输出功率，满足大规模工业应用的实际需求。 为达成上述目的，本技术所采用的技术方案如下: 一种20kW/2450MHz注入锁频磁控管，包括一稳定电源、磁控管、激励腔、电磁铁、高稳信号源、四端环形器以及吸收负载，其中: 所述稳定电源作为一微波电源，与所述磁控管连接，所述磁控管以及电磁铁固定在所述激励腔上，所述稳定电源、磁控管、电磁铁及激励腔构成一微波能发生器，用于提供微波功率； 所述四端环形器具有四个端口，第一端口与所述高稳信号源连接，第二端口与所述激励腔连接，第三端口与一负载连接用于输出微波功率至该负载，第四端口与所述吸收负载连接，所述吸收负载用于吸收反射功率； 所述高稳信号源用于提供稳定的2450MHz微波信号并通过所述四端环形器将2450MHz微波信号注入所述磁控管，该磁控管的振荡频率被所注入信号频率控制，并输出微波能经所述第三端口输出； 所述磁控管为一低外观品质因数的磁控管，其外观品质因数取值在100?120，且频率在2450MHz±2.5MHz，连续波输出功率彡20kW。 由以上本技术的技术方案可知，本技术提供的20kW/2450MHz注入锁频磁控管，其选用的低外观品质因数的磁控管，其具有如下优点:1、采用V型水冷结构，与散热器结合，提高散热效果，优化阳极结构设计；2、采用陶瓷输出窗结构，具有耐温度冲击，密封性能好等优点；3、采用轴向天线输出结构，提高微波能的输出效率；4、采用优化设计的引线结构，频率稳定度高，微波泄漏少；5、采用优化的隔型带间距设计、输出结构设计，降低整个磁控管的低外观品质因数，确保其高频率稳定度和较好的工作稳定性。因此，通过选用低外观品质因数的磁控管，使得注入锁频磁控管的频率稳定度高，微波泄漏少，工作稳定性好，安全性能高。 本技术的20kW/2450MHz注入锁频磁控管，其结构优化，性能稳定，可适用于工业用的各种大功率微波加热设备的磁控管，克服现有技术的不足。 【附图说明】 图1为本技术一实施方式20kW/2450MHz注入锁频磁控管的结构原理图。 图2为图1实施例中激励腔、磁控管及电磁铁的安装示意图。 图3为图1实施例中磁控管的一个示例性结构示意图。 图4为图3实施例中腔体组合的结构示意图。 图5为图3实施例中腔体组合另一方向的结构示意图。 图6为图3实施例中输出窗组合的结构示意图。 图7为图3实施例中引线组合的结构示意图。 【具体实施方式】 为了更了解本技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。 结合图1和图2所示，根据本技术的较佳实施例，一种20kW/2450MHz注入锁频磁控管，一稳定电源101、磁控管102、激励腔103、电磁铁104、高稳信号源105、四端环形器106以及吸收负载110。 本实施例中，前述稳定电源101作为一微波电源，与磁控管102连接，如图2所示，磁控管102以及电磁铁104固定在激励腔103上，稳定电源101、磁控管102、电磁铁103及激励腔104构成一微波能发生器，用于提供微波功率。 本实施例中，所述稳定电源101为磁控管102的微波电源(可市购)，其优选的纹波系数(即稳定度)彡1%。 前述四端环形器106具有四个端口，如图1所示，第一端口与高稳信号源105连接，第二端口与激励腔103连接，第三端口与一负载120连接用于输出微波功率至该负载120，第四端口与吸收负载110连接。本实施例中，前述吸收负载用110于吸收反射功率。 高稳信号源105用于提供稳定的2450MHz微波信号并通过四端环形器106将2450MHz微波信号注入磁控管102，该磁控管102的振荡频率被所注入信号频率控制，输出微波能并通过前述四端环形器106第三端口输出。 本实施例中，前述高稳信号源105所提供的稳定的2450MHz微波信号为一连续波，作为优选的实施方式，高稳信号源105为一个固态注入源(可市购)，其注入功率彡200W,频率为2450MHz且功率稳定度为土 1W。 如图1所示，本实施例中，微波能发生器(稳定电源101、磁控管102、激励腔103、电磁铁104)与高稳定信号源105、四端环形器106、吸收负载110构成注入锁频磁控管。 本实施例的磁控管102为一低外观品质因数的磁控管，其外观品质因数取值在100?120，且频率在2450MHz±2.5MHz，连续波输出功率彡20kW。如图3所示为低外观品质因数磁控管的一个示例，将在下面做具体说明。当然，本实施例所列出的该结构不致对本技术构成限制，本技术也可以采用现有市场上其他结构的磁控管，只要其外观品质因数、频段和输出功率满足前述条件即可。 作为可选的实施方式，如图3所示，，磁控管102包括腔体组合1、输出窗组合2、引线组合3和散热器4。 如图4，结合图5所示，腔体组合1由以下部分组成:圆柱形腔体la ;位于圆柱形腔体内的并呈瓣状分布的多个腔体翼片lb (如图4、5)，腔体翼片的水路结构构成V型水路冷却结构；设置在圆柱形腔体外周的水冷套lc，水冷套内围绕所述圆柱形腔体设有带孔的隔水环Id ;设置在圆柱形腔体内部两端、用于增加模式分割度的大、小隔型带(大隔型带le、小隔型带If)，大隔型带le位于小隔型带If的外周并具有一间隙(如图5);插入所述水冷套内并用于冷却水注入和排出的水管lg ;以及连接在腔体翼片上的输出天线lh。 所述输出窗组合2与腔体组合1的一端连接并形成密封结构，所述输出天线lh的另一端位于所述输出窗组合2的内部并且不接触输出窗组合2的内壁. 腔体组合1的另外一端与所述引线组合3焊接，所述引线组合3上远离腔体组合1的位置焊接有散热器4。 作为可选的实施方式，引线组合3与输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种20kW/2450MHz注入锁频磁控管，其特征在于，包括一稳定电源、磁控管、激励腔、电磁铁、高稳信号源、四端环形器以及吸收负载，其中：所述稳定电源作为一微波电源，与所述磁控管连接，所述磁控管以及电磁铁固定在所述激励腔上，所述稳定电源、磁控管、电磁铁及激励腔构成一微波能发生器，用于提供微波功率；所述四端环形器具有四个端口，第一端口与所述高稳信号源连接，第二端口与所述激励腔连接，第三端口与一负载连接用于输出微波功率至该负载，第四端口与所述吸收负载连接，所述吸收负载用于吸收反射功率；所述高稳信号源用于提供稳定的2450MHz微波信号并通过所述四端环形器将2450MHz微波信号注入所述磁控管，该磁控管的振荡频率被所注入信号频率控制，并输出微波能经所述第三端口输出；所述磁控管为一低外观品质因数的磁控管，其外观品质因数取值在100～120，且频率在2450MHz±2.5MHz，连续波输出功率≥20kW。

【技术特征摘要】
1.一种20kW/2450MHz注入锁频磁控管，其特征在于，包括一稳定电源、磁控管、激励腔、电磁铁、高稳信号源、四端环形器以及吸收负载，其中: 所述稳定电源作为一微波电源，与所述磁控管连接，所述磁控管以及电磁铁固定在所述激励腔上，所述稳定电源、磁控管、电磁铁及激励腔构成一微波能发生器，用于提供微波功率; 所述四端环形器具有四个端口，第一端口与所述高稳信号源连接，第二端口与所述激励腔连接，第三端口与一负载连接用于输出微波功率至该负载，第四端口与所述吸收负载连接，所述吸收负载用于吸收反射功率； 所述高稳信号源用于提供稳定的2450MHz微波信号并通过所述四端环形器将2450MHz微波信号注入所述磁控管，该磁控管的振荡频率被所注入信号频率控制，并输出微波能经所述第三端口输出； 所述磁控管为一低外观品质因数的磁控管，其外观品质因数取值在100?120，且频率在2450MHz±2.5MHz，连续波输出功率彡20kW。2.根据权利要求1所述的20kW/2450MHz注入锁频磁控管，其特征在于，所述高稳信号源为一个固态注入源，其注入功率> 200W，频率为2450MHz且功率稳定度为±1W。3.根据权利要求1所述的20kW/2450MHz注入锁频磁控管，其特征在于，所述稳定电源的纹波系数彡1%。4.根据权利要求1所述的20kW/2450MHz注入锁频磁控管，其特征在于，所述激励腔为标准BJ-22型激励腔。5.根据权利要求1所述的20kW/2450MHz注入锁频磁控管，其特征在于，所述磁控管包括腔体组合、输出窗组合、引线组合和散热器，其中: 所述腔体组合由以下部分组成:圆柱形腔体；位于圆柱形腔体内的并呈瓣状分布的多个腔体翼片，腔体翼片的水路结构构成V型水路冷却结构；设置在圆柱形腔体外周的水冷套，水冷套内围绕所述圆柱形腔体设有带孔的隔水环；设置在圆柱形腔体内部两端、用于增加模式分割度的大、小隔型带，大隔型带位于小隔型带的外周并具...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘友春，王荣川，白旭斌，王法礼，吴云龙，
申请(专利权)人：南京三乐微波技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32