[发明专利]一种半镂空微波谐振腔及其制作方法与模具

说明书

本发明公开了一种半镂空微波谐振腔及其制作方法与模具。本发明微波谐振腔包括腔体，所述腔体的外壁上开设有多个凹槽。所述凹槽的横截面为圆形、多边形或任意不规则形状。多个所述凹槽在所述腔体的外壁上呈点状均匀分布。本发明微波谐振腔的腔壁外设置的多个凹槽可以有效的增大冷却液接触面积或降低冷却液与内壁距离，在不显著降低腔的机械强度的前提下，更有效地将腔内壁的产热传导到冷却液中，从而更有效的冷却谐振腔，进而降低热损耗导致的正反馈效应，既而提高微波谐振腔整体的运行稳定性。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及微波谐振腔的热损耗导热管理，具体涉及一种微波谐振腔及其制作方法与模具。

背景技术

微波谐振腔运行时会产生热损耗，其带来的升温会导致变形、失谐等后果，继而引发正反馈效应，带来更多的热损耗，且可能会导致谐振腔运行不稳定等问题。现有的谐振腔一般在外壁有冷却液通过，如超导腔用的液氦，低温铜腔用的液氮等；谐振腔运行时，洛伦兹力等容易导致形变，为达到足够机械强度，腔壁一般较厚(如3mm)，且经常选用RRR较低(热导率远低于高纯材料)的硬质材料，使得内壁的热量需经过热导率低、且较厚的腔壁才能到达冷却液，使得冷却效果不佳。

发明内容

为了降低微波谐振腔运行时表面发热导致的热损耗影响，以系统的提升谐振腔的运行稳定性，本发明提出一种微波谐振腔及其制作方法与模具，该微波谐振腔的外壁上开设有多个凹槽，以增大冷却液接触面积或降低冷却液与内壁距离，提高谐振腔的冷却效率。

本发明提供的微波谐振腔，包括腔体，所述腔体的外壁上开设有多个凹槽。

上述的微波谐振腔中，所述凹槽的横截面可为圆形、多边形或任意不规则形状，如正六边形、兔头形。

上述的微波谐振腔中，多个所述凹槽在所述腔体的外壁上呈点状均匀分布。多个所述凹槽位于高磁场区域，如椭球腔中高发热的赤道区域。

上述的微波谐振腔中，所述腔体的侧壁中未设置凹槽处的总厚度为1～6mm，如1～3mm；

所述凹槽的横向尺寸可为0.1mm～10mm；

所述凹槽的深度可为0.5～5.9mm；

相邻两个所述凹槽的最短距离可为0.5～10mm。

上述的微波谐振腔中，所述腔体为椭球腔或HWR腔。

本发明进一步提供了用于制作上述任一项所述的微波谐振腔的超导椭球腔电镀模具，包括与所述凹槽对应的多个由绝缘材料制成的凸起部和位于所述凸起部底部用于将所述多个凸起部连接成一体的连接部。

上述的模具中，所述绝缘材料可为高分子材料，如树脂、尼龙或TPU橡胶；

所述超导椭球腔电镀模具可由3D打印一体成型；

所述连接部的宽度可为0.2mm～300mm。

本发明还提供上述任一项所述的微波谐振腔的制作方法，为下述A1-A3中的任一种：

A1、包括如下步骤：

在所述腔体的外壁直接加工出盲孔，得到所述微波谐振腔；

A2、包括如下步骤：

制备所述腔体的内壁层和外壁层；在所述外壁层直接加工出盲孔或通孔，将所述内壁层和所述外壁层焊接在一起，得到所述微波谐振腔；

A3、包括如下步骤：

将所述的模具中的多个凸起部紧密贴合在所述腔体的外部，在所述腔体的外部电镀金属材料，电镀结束后取出模具在所述腔体外部形成所述多个凹槽，得到所述微波谐振腔。

所述方法A1和方法A2中，所述加工的方式可为机械钻孔或雕刻。