一种射频定向耦合器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种射频定向耦合器，包括主体，主体包括安装座，安装座上设有多个导体结构，导体结构包括主线导体结构、负载导体结构和耦合导体结构，主线导体结构、负载导体结构和耦合导体结构均设有外导体和内导体，内导体设置在外导体内，外导体和内导体之间设有氧化铝材质的绝缘支撑件；与现有技术相比，本实用新型专利技术本中的耦合器采用高纯度氧化铝作为绝缘材料，设计并加工主线内导体和耦合端口内导体所需的绝缘支撑片；本实用新型专利技术同轴定向耦合器除具备其他同轴定向耦合器的优秀射频指标之外(如反射损耗、插入损耗、方向性等)，还具备了出色的抗辐射性能，可应用于强辐射环境中的射频微波系统中。的射频微波系统中。的射频微波系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种射频定向耦合器


[0001]本技术是一种射频定向耦合器。

技术介绍

[0002]定向耦合器是一种重要的射频无源器件，它将射频通路中的功率信号按照一定的比例取出，之后对取到的功率信号进行检测和分析。定向耦合器被广泛应用在各类射频微波系统中，对整个射频系统的工作状态进行监测。根据耦合度的不同，定向耦合器可分为强定向耦合器(耦合度在0～
‑
10dB范围内)、中度定向耦合器(耦合度在
‑
10～
‑
20dB范围内)和弱定向耦合器(耦合度小于
‑
20dB)。一般的，用于射频系统检测和监测的是弱定向耦合器。
[0003]同轴弱定向耦合器用于同轴线连接的射频系统。其主线接口与射频系统同轴线的规格相同，可以接入系统中。弱定向耦合器可以设计多个耦合端口，每个耦合端口都可以从主线通道中取出一部分功率信号，用于检测和监测。耦合端口具有不同的方向，可以分别监测主线的正向功率和反向功率。对于一个具有n个耦合端口(包括正向耦合端口和反向耦合端口)的弱定向耦合器，整个耦合器包含2个主线端口(即输入端口和输出端口)、n个耦合端口和n个负载端口。定向耦合器的负载端口用于连接匹配负载，匹配负载可以通过接口外接，也可以设计到定向耦合器的内部。
[0004]跟其他同轴器件一样，同轴弱定向耦合器的主线和耦合测试端口都是同轴线结构，包含同轴内导体和同轴外导体，TEM模电磁波在同轴外导体和内导体之间传播。同轴外导体和内导体相互之间必须良好绝缘，需要使用绝缘件将同轴内导体支撑起来，置于同轴外导体之中。射频同轴器件中使用的最常用的绝缘支撑材料是聚四氟乙烯(PTFE)。聚四氟乙烯具有良好的物理性能、化学性能和电磁性能，因为其具有较低的介电常数、较低的损耗角正切、较好的物理和化学稳定性，被广泛应用在各种微波器件中。但是，聚四氟乙烯材料的耐辐射性能较差，受高能辐射后引起降解，高分子的电性能和力学性能均明显下降。研究数据显示，1000Gy的辐射会对聚四氟乙烯材料造成严重损坏。因此，聚四氟乙烯材料不适合应用在强辐射环境的微波系统中。
[0005]目前，在各类工业和医疗加速器系统中，用高功率射频功率源对粒子进行加速是一种常用的粒子加速方式。各类粒子在加速或者转弯过程中会发射出很强的X射线或γ射线，虽然此类射频系统会设计各种防辐射措施，但让然对系统中各类器件的防辐射性能提出了更高的要求。传统采用聚四氟乙烯作为主线内导体和耦合端口内导体绝缘支撑的弱定向耦合器不适合应用在此类强辐射的工作环境中。

技术实现思路
：
[0006]本技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种射频定向耦合器。
[0007]一种射频定向耦合器，包括安装座，所述的安装座上设有多个导体结构，所述的导体结构包括主线导体结构、负载导体结构和耦合导体结构，所述的主线导体结构、负载导体结构和耦合导体结构均设有外导体和内导体，所述的内导体设置在外导体内，所述的外导
体和内导体之间设有氧化铝材质的绝缘支撑件。
[0008]由于氧化铝与聚四氟乙烯的介电常数不一样，因此需要对氧化铝材质的绝缘支撑件进行结构上的改动，所述的主线导体结构包括主线外导体和主线内导体，所述的绝缘支撑件中间位置设有通孔，所述的通孔周围设有多个扇环状的通孔；
[0009]所述的绝缘支撑件嵌在主线外导体内，所述的主线内导体嵌在绝缘支撑件中间位置的通孔内，所述的主线内导体结构上设有主线输入端口和主线输出端口。
[0010]由于氧化铝陶瓷支撑片不能像聚四氟乙烯支撑片一样任意切割，氧化铝陶瓷支撑片只能整体装配，所述的主线内导体包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分的一端为主线输入端口处，第一部分的另一端与第二部分的一端相连，所述第二部分的一端与第三部分的一端相连，所述第三部分的另一端为主线输出端口处；
[0011]所述绝缘支撑件在主线导体结构中的数量为两个，其中一个绝缘支撑件位于第一部分和第二部分的交界处，另一个绝缘支撑件位于第二部分和第三部分的交界处。
[0012]为了保证耦合端口和负载端口的连接，还包括正向耦合头和反向耦合头，所述的正向耦合头和反向耦合头设置在安装座的外侧，
[0013]所述的负载导体结构包括第一负载导体结构和第二负载导体结构，所述的耦合导体结构包括正向耦合导体结构和反向耦合导体结构；所述的第一负载导体结构和正向耦合导体结构设置在正向耦合头上，所述的第二负载导体结构和反向耦合导体结构设置在反向耦合头上；
[0014]所述的第一负载导体结构上设有第一负载端口，所述的第二负载导体结构上设有第二负载端口，所述的正向耦合导体结构上设有正向耦合端口，所述的反向耦合导体结构上设有反向耦合端口；
[0015]每个耦合端口都可以从主线通道中取出一部分功率信号，用于检测和监测，而定向耦合器的负载端口用于连接匹配负载，匹配负载可以通过接口外接，也可以设计到定向耦合器的内部。
[0016]为了达到所需的耦合度指标，所述的正向耦合头上和反向耦合头均设有径向调节机构，所述的径向调节机构用于控制正向耦合头和反向耦合头沿主线导体结构的径向调节。
[0017]为了能够改变耦合头的极性和方向性指标，所述的正向耦合头和反向耦合头上均设有转动机构，所述转动机构用于控制耦合头绕自身轴线旋转。
[0018]为了使耦合头调试到合适位置的耦合头锁紧，所述的正向耦合头和反向耦合头上设有锁紧装置，所述的锁紧装置用于锁紧固定正向耦合头和反向耦合头的位置。
[0019]有益效果：
[0020]与现有技术相比，本技术本中的耦合器采用高纯度氧化铝作为绝缘材料，设计并加工主线内导体和耦合端口内导体所需的绝缘支撑片。本技术所述的同轴定向耦合器除具备其他同轴定向耦合器的优秀射频指标之外(如反射损耗、插入损耗、方向性等)，还具备了出色的抗辐射性能，可应用于强辐射环境中的射频微波系统中；
[0021]同时，本技术中的耦合器为耦合带状线结构，耦合头可以沿耦合器主线的径向方向调节，以达到所需的耦合度指标。同时，耦合头可以绕自身轴线360
°
旋转，以改变耦合头的极性和方向性指标。耦合头具有锁紧装置，调试到合适位置的耦合头锁紧，即可正常
使用。
[0022]本技术其主线内导体和外导体之间加装了两个高纯度氧化铝陶瓷支撑片，既保证了主线内导体与外导体同轴，又可以保证主线内导体不会沿轴线方向移动。
[0023]并且因为氧化铝的介电常数一般在9.5～10左右，而根据氧化铝的纯度、其他成分构成不同，介电常数会稍有不同。相比聚四氟乙烯材料2.2～2.3的介电常数，氧化铝的介电常数更高，因此在使用氧化铝作为材料设计同轴内外导体绝缘支撑片时，氧化铝陶瓷支撑片的形状与聚四氟乙烯片明显不同，需要重新优化设计；
[0024]又因为氧化铝陶瓷支撑片不能像聚四氟乙烯支撑片一样任意切割，氧化铝陶瓷支撑片只能整体装配，因此本技术的主线内导体采用了3段的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频定向耦合器，包括主体，其特征在于，主体包括安装座，所述的安装座上设有多个导体结构，所述的导体结构包括主线导体结构、负载导体结构和耦合导体结构，所述的主线导体结构、负载导体结构和耦合导体结构均设有外导体和内导体，所述的内导体设置在外导体内，所述的外导体和内导体之间设有氧化铝材质的绝缘支撑件。2.根据权利要求1所述的一种射频定向耦合器，其特征在于，所述的主线导体结构包括主线外导体和主线内导体，所述的绝缘支撑件中间位置设有通孔，所述的通孔周围设有多个扇环状的通孔；所述的绝缘支撑件嵌在主线外导体内，所述的主线内导体嵌在绝缘支撑件中间位置的通孔内，所述的主线内导体结构上设有主线输入端口和主线输出端口。3.根据权利要求2所述的一种射频定向耦合器，其特征在于，所述的主线内导体包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分的一端为主线输入端口处，第一部分的另一端与第二部分的一端相连，所述第二部分的一端与第三部分的一端相连，所述第三部分的另一端为主线输出端口处；所述绝缘支撑件在主线导体结构中的数量为两个，其中一个绝缘支撑件位于第一部分和第二部分的交界处，另一个绝缘支撑件位于第二部分和第三部分的交界处。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王轶冬，隋强，杨奇鑫，王典进，赵永晓，
申请(专利权)人：成都德是和通信科技有限公司，
类型：新型
国别省市：