一种微波密封窗制造技术

本发明专利技术公开一种微波密封窗，包括：第一窗筒和第二窗筒；以及封装在第一窗筒和第二窗筒之间的圆形陶瓷窗，所述第一窗筒包括第一圆环部和第一矩形部，以及位于第一圆环部和第一矩形部之间的第一渐变过渡部。本发明专利技术提供的密封窗，将气密焊接的部位扩大到陶瓷窗的上下表面，增大了陶瓷窗与圆波导的密封面积，降低了陶瓷窗与圆波导之间焊接的难度，提高了密封窗的密封性，且该密封窗结构易于装配。本发明专利技术的密封窗还设置有渐变过渡部，与现有技术相比，本发明专利技术的密封窗有效展宽了密封窗的工作频带，更好地与矩形波导匹配，同时减少密封窗的损耗，有效降低带内驻波比。

【技术实现步骤摘要】
一种微波密封窗
本专利技术涉及微波真空电子
更具体地，涉及一种微波密封窗的设计。
技术介绍
盒型窗为一种常用于微波真空器件的密封窗，主要起到以下两个作用：一是密封以实现微波真空器件内部的高真空，二是在一定带宽内以一定损耗传输微波功率。盒形窗的一般结构是将一个圆盘介质片密封在与其截面半径相同的圆波导中，圆波导的两端再分别与矩形波导连接。如图1所示，介质片圆周表面与圆波导的内壁相接触，采用非金属与金属材料的封接工艺实现气密焊接，圆波导的两端再与矩形波导焊接。现有技术中本领域技术人员对于工作频率较高的微波管，尤其是对于工作频率为毫米级以上波段(≥30GHz)的微波管，通常会采用介质直径更小，厚度更薄的介质片来制备密封窗，但是由于介质片太薄，导致介质片与圆波导内壁的焊接难度加大，接近密封窗密封工艺的极限，介质片与圆波导之间的气密性也难以保证。而且这种结构的密封窗的机械强度和功率含量也相对较低，很容易损坏。相反地，如果增加介质片的厚度，又会导致密封窗的耗损增大以及与矩形波导匹配不好等问题，图2为现有技术密封窗通过HFSS软件仿真模拟得到的驻波比VS频率曲线，其中，横坐标为频率(Freq)，纵坐标为驻波比(VSWR)。由图2可知：在205GHz～226GHz的带宽内，驻波比最大值为4.3；驻波比小于1.5的频带宽8GHz。可见，现有技术的密封窗驻波比曲线较陡，频带较窄，存在较大的损耗。因此，在保证密封窗的密封性的前提下，解决密封窗损耗大、与矩形波导匹配不好的问题十分紧迫而又意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种提高密封性的密封窗。根据本专利技术的一个方面，提供一种微波密封窗，该微波密封窗包括第一窗筒和第二窗筒；以及封装在第一窗筒和第二窗筒之间的圆形陶瓷窗，所述第一窗筒包括第一圆环部和第一矩形部，以及位于第一圆环部和第一矩形部之间的第一渐变过渡部。优选地，所述第二窗筒包括第二圆环部和第二矩形部，以及位于第二圆环部和第二矩形部之间的第二渐变过渡部。优选地，所述陶瓷窗分别与所述第一窗筒和第二窗筒平封封接。优选地，所述第一窗筒圆环部进一步包括第一内径部和第二内径部，第一内径大于第二内径，第一内径部分别与所述陶瓷窗及所述第二窗筒套封封接，第二内径与第二圆环部内径相等。优选地，所述第一渐变过渡部是具有第一张角的第一锥形过渡部。优选地，所述第一张角为80-50°。优选地，所述第二渐变过渡部是具有第二张角的第二锥形过渡部。优选地，所述第二张角为80-50°。优选地，所述第一张角与所述第二张角相等。根据本专利技术的又一方面，提供一种微波真空器件，该微波真空器件包括如上所述的微波密封窗。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的密封窗，通过将圆波导分为第一窗筒和第二窗筒，将气密焊接的部位扩大到陶瓷窗的上下表面，增大了陶瓷窗与圆波导的密封面积，降低了陶瓷窗与圆波导之间焊接的难度，提高了密封窗的密封性，解决了由于介质片太薄而无法密封的问题，且该密封窗结构易于装配。进一步，第一窗筒圆环部还包括与所述陶瓷窗和第二窗筒套封封接的第一内径部，进一步封接固定陶瓷窗，提高了密封窗的密封性。另外，本专利技术提供的密封窗还设置有渐变过渡部，与现有技术相比，本专利技术的密封窗有效展宽了密封窗的工作频带，更好地与矩形波导匹配，同时减少密封窗的损耗，有效降低带内驻波比，解决了由于介质片太厚带来的耗损增大以及与矩形波导匹配不好等问题，使得本专利技术的密封窗结构可使用不同厚度的介质片，可应用于不同工作频带的微波管中且密封窗的驻波比较小。而且本专利技术提供的密封窗的渐变过渡部的张角可为80-50°，扩大密封窗的可适用范围，便于推广应用。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为现有技术的密封窗结构示意图。图2为现有技术的密封窗通过HFSS软件仿真模拟结果图。图3为根据本专利技术实施例的密封窗结构示意图。图4A和图4B为图3的局部放大图。图5为本专利技术实施例的密封窗通过HFSS软件仿真模拟结果图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。在下述的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或者多个实施方式的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施方式。图1示出现有技术的一种密封窗的结构，包括金属第一导体101也称为圆波导和陶瓷窗102。陶瓷窗102为片状圆环或圆柱体。陶瓷窗102的外圈均做金属化处理。金属第一导体101为中心沿轴线形成有圆形通孔104的片状圆环或圆柱体，圆形通孔104的横截面半径与陶瓷窗102的半径相同。陶瓷窗102置于金属第一导体101内，且陶瓷窗102的外侧表面与第一导体101内壁轴向套封，由此形成气密封接，得到密封窗。之后将第一导体101的两端表面分别与两个矩形波导103对应的表面端封封接。本领域技术人员可知，第一导体与陶瓷窗可仅通过套封封接，也可以既与陶瓷窗套封封接也与陶瓷窗的下表面端封封接，具体结构在此不再赘述。鉴于目前现有技术中本领域技术人员在制备工作频率较高的微波管时，尤其是对于工作频率为毫米级以上波段(≥30GHz)的微波管，通常会采用介质直径更小，厚度更薄的介质片来制备密封窗，由于介质片太薄，导致介质片与圆波导内壁的焊接难度加大，接近密封窗焊接工艺的极限，介质片与圆波导之间的气密性也难以保证。而且这种结构的密封窗的机械强度和功率含量也相对较低，很容易损坏。相反地，如果增加介质片的厚度，又会导致密封窗的耗损增大以及与矩形波导匹配不好等问题，如图2所示，现有技术的密封窗在205GHz～226GHz的带宽内，驻波比最大值为4.3；驻波比小于1.5的频带宽8GHz。可见，现有技术的密封窗驻波比曲线较陡，频带较窄，存在较大的损耗。这些对于微波管来说都是无法接受的。图3、图4A和图4B示出一种根据本专利技术优选实施例的密封窗，不同于图1所示密封窗结构，本优选的实施例的密封窗将现有技术中的金属第一导体分体设置，分为第一窗筒210和第二窗筒220，以及封装在第一窗筒210和第二窗筒220之间的圆形陶瓷窗230。通过将第一窗筒210和第二窗筒220相对组装，将圆形陶瓷窗230压在第一窗筒210和第二窗筒220之间固定，所述陶瓷窗230分别与所述第一窗筒210和第二窗筒220平封封接，即陶瓷窗230的上表面外缘与第一窗筒210的一端接触并气密焊接，陶瓷窗230的下表面外缘与第二窗筒220的一端接触并气密焊接。所述第一窗筒210包括第一圆环部211和第一矩形部212，以及位于第一圆环部211和第一矩形部212之间的第一渐变过渡部213。本专利技术提供的密封窗，将气密焊接的部位扩大到陶瓷窗的上下表面，增大了陶瓷窗与圆波导的密封面积，降低了陶瓷窗与圆波导之间焊接的难度，提高了密封窗的密封性，解决了由于介质片太薄而无法密封的问题，且该密封窗结构易于装配。而且，本优选实施例中的密封窗还设置有位于第一圆环部和第一矩形部之间的第一渐变过渡部。所述第一渐变过渡部由第一圆环部的内壁向外延伸形成。与现有技术相比，本专利技术的密封窗有效展宽了密封窗的工作频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波密封窗，其特征在于，包括：第一窗筒和第二窗筒；以及，封装在第一窗筒和第二窗筒之间的圆形陶瓷窗，所述第一窗筒包括第一圆环部和第一矩形部，以及位于第一圆环部和第一矩形部之间的第一渐变过渡部。

【技术特征摘要】
1.一种微波密封窗，其特征在于，包括：第一窗筒和第二窗筒；以及，封装在第一窗筒和第二窗筒之间的圆形陶瓷窗，所述第一窗筒包括第一圆环部和第一矩形部，以及位于第一圆环部和第一矩形部之间的第一渐变过渡部。2.根据权利要求1所述的微波密封窗，其特征在于，所述第二窗筒包括第二圆环部和第二矩形部，以及位于第二圆环部和第二矩形部之间的第二渐变过渡部。3.根据权利要求1所述的微波密封窗，其特征在于，所述陶瓷窗分别与所述第一窗筒和第二窗筒平封封接。4.根据权利要求3所述的微波密封窗，其特征在于，所述第一窗筒圆环部进一步包括第一内径部和第二内径部，第一内径大于第二内径，第一内径部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦莹，李冬凤，杨继涛，周军，欧阳佳佳，殷亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十二研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11