[发明专利]高功率真空窗片材料的电磁参数检测系统及方法

说明书

本发明提供一种高功率真空窗片材料的电磁参数检测系统及检测方法，包括第一吸波材料、高功率真空窗片材料、第一光学镜面、第二圆锥喇叭天线、第二扩展模块、第一扩展模块、第一圆锥喇叭天线、第二耦合膜片、第一耦合膜片、第二光学镜面、第二吸波材料、矢量网络分析仪；通过对开放腔结构和耦合方式进行改进，采用耦合膜片作为馈电方式的开放腔的检测装置，简化了开放腔的馈电方式，降低了光学镜面的加工难度，采用开放腔的结构显著提高了开放腔的品质因数，并提高了检测系统的精确度，以及开放腔腔长可变的装置，显著改进了微波可调频率的范围。

技术领域

本发明属于高功率窗片材料领域，更具体地，涉及一种开放腔法测量高功率窗片材料电磁参数的检测系统及检测方法。

背景技术

高功率微波器件为了保持微波管内的真空度，必须采用介质窗片在输入和输出波导的端口处进行密封，同时避免因放置介质片而影响功率传输，因此设计的结构应以介质片为中心具有带通特性。高功率窗片属于低损耗材料，电磁波通过窗片过程中会产生介质损耗，在高频功率下，窗片会发热，并且随着微波功率的增大而增加，热量积累导致窗片热应力过大而发生损坏。高功率窗片的性能直接或间接受窗片材料的固有特性影响，因此在设计高功率窗片之前材料的选择显得非常重要。到目前为止，高功率窗片材料的选择余地非常有限，只有人造金刚石是公认的做高功率窗片损耗最小的材料，但人造金刚石窗片生产周期长，价钱昂贵，因此寻找较易获得的低损耗窗片材料对批量生产高功率窗片，提高高功率窗片的功率和寿命显得非常重要。这就需要有可靠检测系统对其进行测量。

就目前所见的报道而言，基于开放腔法的检测系统多平凹腔检测系统，而且检测装置大多是使用小孔耦合或者波导耦合对开放腔进行微波信号源的馈入，这种耦合方式使得加工光学镜面非常困难，光学镜面的加工工艺本身非常复杂，在光学镜面上开凿工耦合孔，容易使得光学镜面破碎，加工过程中可能存在一些小裂纹，但是用肉眼不容易看出来，这些裂纹对整个测试系统精确度有非常大的影响；而且平凹腔的腔长小于光学镜面的曲率半径，平凹腔测试装置常常会出现样品与镜面之间间隙不足，致使测试样品的放置也成为一个问题；针对馈源模块来说，大多是使用频谱技术，频谱框架比较复杂，难以实现。

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于双球腔的高功率真空窗片材料的电磁参数检测系统及方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高功率真空窗片材料的电磁参数检测系统及利用所述系统的电磁参数检测方法。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种高功率真空窗片材料的电磁参数检测系统，包括矢量网络分析仪13、第一扩展模块 7、第一圆锥喇叭天线8、开放腔、第二圆锥喇叭天线4、第二扩展模块6；

所述开放腔包括第一光学镜面3、第二光学镜面11，开放腔腔体内部用于放置高功率真空窗片材料2以及第一耦合膜片10；第一光学镜面3和第二光学镜面11的焦点在同一水平线上，该水平线为光轴，所述高功率真空窗片材料2横向上位于第一光学镜面3和第二光学镜面11之间，且高功率真空窗片材料2的中心位于所述光轴上；第一耦合膜片10的中心也在所述光轴上，所述第一耦合膜片10横向上位于高功率真空窗片材料2和第二光学镜面11之间，第一耦合膜片10与所述光轴成45°角度，第一耦合膜片10的上方为第一吸波材料1，第一耦合膜片10的下方为第二耦合膜片9，第一耦合膜片10、第一吸波材料1、第二耦合膜片9三者中心在纵向上对齐；

所述第二耦合膜片9和第一耦合膜片10平行位置，第二耦合膜片9的下方为第一圆锥喇叭天线8，第二耦合膜片9横向上位于第二圆锥喇叭天线4和第二吸波材料12之间；第二圆锥喇叭天线4、第二耦合膜片9、第二吸波材料12三者的中心在横向上对齐；