本发明公开一种高功率微波双向均匀辐照天馈系统，本系统采用上方、下方双向照射，为避免天线之间的互耦，上方和下方采用极化相交的天线形式隔离，为调整天线的驻波，在馈电网络上增加了三调谐钉，用于天线的匹配，本系统的方案有效的解决了金属屏蔽舱内部天线辐照驻波大、互耦强的问题。
1.一种高功率微波双向均匀辐照天馈系统，其特征在于，所述天馈系统包含八个天馈单元，每个天馈单元均包括第一频率源(109)、第二频率源(110)、第三频率源(111)、第四频率源(112)、第五频率源(113)、第六频率源(114)、第七频率源(115)、第八频率源(116)、三销钉调谐器(101)、屏蔽窗(102)、通风波导(103)、馈电直波导(106)、第一E面弯波导(104)、H面弯波导(105)、弧光探测仪(401)、天线(117～124)、波导缝隙塞；
所述频率源(109～116)置于金属屏蔽舱(108)外面；所述天线(117～124)置于金属屏蔽舱(108)内，所述天线(117～124)上部为第一波导缝隙天线(117～120)，下部为第二波导缝隙天线(121～124)；
所述第一波导缝隙天线(117～120)之间的中心间距为650mm，所述第二波导缝隙天线(121～124)之间的中心间距为650mm，所述第一波导缝隙天线(117～120)与所述第二波导缝隙天线(121～124)之间的中心距离为2700mm，所述第一频率源(109)、第二频率源(110)、第三频率源(111)、第四频率源(112)之间的中心间距为2310mm，所述第五频率源(113)、第六频率源(114)、第七频率源(115)、第八频率源(116)之间的中心间距为2310mm，所述第一频率源(109)与所述第五频率源(113)之间的中心间距为8000mm，所述第二频率源(110)与所述第六频率源(114)之间的中心间距为8000mm，所述第三频率源(111)与所述第七频率源(115)之间的中心间距为8000mm，所述第四频率源(112)与所述第八频率源(116)之间的中心间距为8000mm。
所述第一波导缝隙天线包括第一垂直极化天线(117)、第二垂直极化天线(118)、第三垂直极化天线(119)、第四垂直极化天线(120)，所述第二波导缝隙天线包括第一水平极化天线(121)、第二水平极化天线(122)、第三水平极化天线(123)、第四水平极化天线(124)；
所述第一频率源(109)为所述第二水平极化天线(122)馈电；具体馈电线路为：第一频率源(109)+500mm馈电直波导(106)+H面弯弯波导(105)+三销钉调谐器(101)+屏蔽窗(102)+500mm馈电直波导(106)+140mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+通风波导(103)+H面弯波导(105)+1000mm馈电直波导(106)+660mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+
1000mm馈电直波导(106)+1000mm馈电直波导(106)+660mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+第二水平极化天线(122)；
所述第二频率源(110)为所述第一水平极化天线(121)馈电；具体馈电线路为：第二频率源(110)+500mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+三销钉调谐器(101)+屏蔽窗(102)+
500mm馈电直波导(106)+140mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+通风波导(103)+H面弯波导(105)+1000mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+500mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+第一水平极化天线(121)；
所述第三频率源(111)为所述第二垂直极化天线(118)馈电；具体馈电线路为：第三频率源(111)+500mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+140mm馈电直波导(106)+三销钉调谐器(101)+屏蔽窗(102)+500mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+H面弯波导(105)+通风波导(103)+600mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+140mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+第二垂直极化天线(118)；
所述第四频率源(112)为所述第一垂直极化天线(117)馈电；具体馈电线路为：第四频率源(112)+500mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+140mm馈电直波导(106)+三销钉调谐器(101)+屏蔽窗(102)+500mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+通风波导(103)+
400mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+1000mm馈电直波导(106)+660mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+1000mm馈电直波导(106)+400mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+第一垂直极化天线(117)；
所述第五频率源(113)为所述第三水平极化天线(123)馈电；具体馈电线路为：第五频率源(113)+500mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+三销钉调谐器(101)+屏蔽窗(102)+
500mm馈电直波导(106)+140mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+1000mm馈电直波导(106)+通风波导(103)+H面弯波导(105)+1000mm馈电直波导(106)+660mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+500mm馈电直波导(106)+400mm馈电直波导(106)+140mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+第三水平极化天线(123)；
所述第六频率源(114)为所述第四水平极化天线(124)馈电；具体馈电线路为：第六频率源(114)+500mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+三销钉调谐器(101)+屏蔽窗(102)+
500mm馈电直波导(106)+140mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+通风波导(103)+
140mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+1000mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+第一E面弯波导(104)+第四水平极化天线(124)；
所述第七频率源(115)为所述第三垂直极化天线(119)馈电；具体馈电线路为：第七频率源(115)+500mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+140mm馈电直波导(106)+三销钉调谐器(101)+屏蔽窗(102)+500mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+通风波导(103)+H面弯波导(105)+1000mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+400mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+第三垂直极化天线(119)；
所述第八频率源(116)为所述第四垂直极化天线(120)馈电；具体馈电线路为：第八频率源(116)+500mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+140mm馈电直波导(106)+三销钉调谐器(101)+屏蔽窗(102)+500mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+通风波导(103)+H面弯波导(105)+1000mm馈电直波导(106)+660mm馈电直波导(106)+H面弯波导(105)+1000mm馈电直波导(106)+1000mm馈电直波导(106)+660mm馈电直波导(106)+140mm馈电直波导(106)+第一E面弯波导(104)+第四垂直极化天线(120)。
3.如权利要求1或2所述的天馈系统，其特征在于，所述三销钉调谐器(101)为电动调谐，所述三销钉调谐器(101)是一段波导，所述波导长度为467.5mm，在所述波导的正中间开三个孔深入三个销钉，所述三个销钉深入的长度依靠电机控制，所述电机根据实测天线的驻波比实时控制销钉的深入长度，所述三销钉调谐器(101)置于所述频率源(109～116)和所述屏蔽窗(102)之间。
4.如权利要求3所述的天馈系统，其特征在于，所述屏蔽窗(102)的外层是BJ9标准法兰，所述屏蔽窗(102)的内部波导腔用聚四氟乙烯填充，所述屏蔽窗(102)厚度是38mm，置于所述三销钉调谐器(101)和所述通风波导(103)之间。
5.如权利要求4所述的天馈系统，其特征在于，所述馈电直波导(106)结构由BJ9标准波导和BJ9标准法兰组成，所述BJ9标准波导位于所述馈电直波导(106)结构的中间，所述BJ9标准法兰位于所述馈电直波导(106)结构的两端；
所述馈电直波导(106)将所述三销钉调谐器(101)、屏蔽窗(102)、通风波导(103)、第一E面弯波导(104)、H面弯波导(105)串成馈电网络；
所述馈电直波导(106)有六种长度，分别是140mm、400mm、500mm、600mm、660mm、1000mm。
6.如权利要求5所述的天馈系统，其特征在于，所述第一波导缝隙天线(117～120)采用驻波阵天线形式，所述第一波导缝隙天线(117～120)包含11段，每段之间通过标准法兰对接，所述第一波导缝隙天线(117～120)的辐照电磁场强度沿天线方向均匀分布；
所述第二波导缝隙天线(121～124)采用行波阵天线形式，所述第二波导缝隙天线(121～124)包含11段，每段之间通过标准法兰对接，所述行波阵形式天线每个缝隙辐射的能量不一致，所述第二波导缝隙天线(121～124)通过调整所述缝隙的长度来调整缝隙辐射的能量。
7.如权利要求6所述的天馈系统，其特征在于，所述第一波导缝隙天线(117～120)是从上方向下均匀照射，主要由：第一波导缝隙天线功分器(201)、第一波导缝隙天线开缝直波导一(202)、第一波导缝隙天线开缝直波导二(203)、短路板(204)；
所述第一波导缝隙天线功分器(201)两端分别端接所述第一波导缝隙天线开缝直波导一(202)的一端，所述第一波导缝隙天线开缝直波导一(202)的另一端与所述第一波导缝隙天线开缝直波导二(203)的一端相连，所述第一波导缝隙天线开缝直波导二(203)的另一端与所述短路板(204)相连；
所述第一波导缝隙天线功分器(201)是关于中心对称的E面功分器，所述功分器包含三个BJ9标准法兰(209～211)、调谐柱(206)、喇叭状开口(207)和缝隙(208)，所述第一波导缝隙天线功分器(201)的长度是1056.14mm；
所述第一波导缝隙天线开缝直波导一(202)由BJ9标准波导和BJ9标准法兰组成，所述BJ9标准波导位于所述第一波导缝隙天线开缝直波导一(202)的中间，所述BJ9标准法兰位于所述第一波导缝隙天线开缝直波导一(202)的两端；所述第一波导缝隙天线开缝直波导一(202)的长度是1093.58mm，所述第一波导缝隙天线开缝直波导一(202)上面开有5个缝隙，所述缝隙长度为148mm，宽度30mm；
所述第一波导缝隙天线开缝直波导二(203)由BJ9标准波导和BJ9标准法兰组成，所述BJ9标准波导位于所述第一波导缝隙天线开缝直波导二(203)的中间，所述BJ9标准法兰位于所述第一波导缝隙天线开缝直波导二(203)的两端；所述第一波导缝隙天线开缝直波导二(203)的长度为1531000mm，所述第一波导缝隙天线开缝直波导二(203)上开有7个缝隙，所述缝隙长度为148mm，宽度30mm；
所述短路板(204)是一块标准法兰；所述第一波导缝隙天线开缝直波导一(202)、所述第一波导缝隙天线开缝直波导二(203)中相邻的两个缝隙偏离波导中心线的方向相反。
8.如权利要求7所述的天馈系统，其特征在于，所述第二波导缝隙天线(121～124)是从下方向上均匀照射，主要由：第二波导缝隙天线功分器(301)、开缝直波导(303～307)以及第二E面弯波导(308)组成；
所述第二波导缝隙天线功分器(301)两端分别依次端接所述开缝直波导(303～307)以及所述第二E面弯波导(308)；
所述第二波导缝隙天线功分器(301)是关于中心对称的E面功分器，所述功分器(301)包含三个BJ9标准法兰(313～315)、调谐柱(309)和喇叭状开口(312)，所述功分器(301)长度为1200mm，所述调谐柱(309)为圆弧形，上面开有四个缝隙；
所述第二波导缝隙天线开缝直波导包含第二波导缝隙天线开缝直波导一(303～306)和第二波导缝隙天线开缝直波导二(307)，结构上由中间的BJ9标准波导和两边的BJ9标准法兰组成；
所述第二波导缝隙天线开缝直波导一(303～306)中各波导均由BJ9标准波导和BJ9标准法兰组成，所述BJ9标准波导位于所述第二波导缝隙天线开缝直波导一中间，所述BJ9标准法兰位于所述第二波导缝隙天线开缝直波导一两端，所述第二波导缝隙天线开缝直波导一(303～306)中各波导的长度均为1200mm，上面均开有四个缝隙，所述第二波导缝隙天线开缝直波导一(303～306)中四种开缝直波导(303～306)的区别是波导缝隙的长度由所述开缝直波导(303)到所述开缝直波导(306)逐渐变大；
所述第二波导缝隙天线开缝直波导二(307)由中间的BJ9标准波导和两边的BJ9标准法兰组成，所述第二波导缝隙天线开缝直波导二(307)的长度为900mm，上面开有三个缝隙；
所述第二E面弯波导(308)与所述第一E面弯波导(104)相同。
9.如权利要求8所述的天馈系统，其特征在于，所述弧光探测仪(401)位于所述H面弯波导(105)的斜臂上。
高功率微波双向均匀辐照天馈系统
技术领域
[0001] 本发明涉及天馈系统领域，特别涉及一种高功率微波双向均匀辐照天馈系统。
背景技术
[0002] 近几年高功率微波技术得到了长足的发展，而天线作为系统的最前端，天线的形式、结构和性能对整个系统的设计也越来越重要，本天馈系统应用于高功率微波环境，频率处于UHF频段。
[0003] 波导缝隙天线每根天线上面的缝隙较多，每个缝隙的辐射较小，因此对波导内传输场的影响较小，不会造成电场增强，波导腔内的功率容量较大，此外，波导缝隙天线加工简单、精度高、结构紧凑、成本低、口径分布容易控制等，因此其在高功率微波系统中得到了广泛应用。
[0004] 波导缝隙天线是可以通过理论计算的方法，精确的计算缝隙的自导纳和缝隙间的互耦，波导缝隙天线可以通过开缝的偏置量、缝隙的宽度来调整辐射能量的大小，方便均匀照射。
发明内容
[0005] 本发明提出一种高功率微波双向均匀辐照天馈系统，采用上方、下方双向照射，有效的解决了金属屏蔽舱内部天线辐照驻波大、互耦强的问题。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] 一种高功率微波双向均匀辐照天馈系统，天馈系统包含八个天馈单元，每个天馈单元均包括频率源109～116、三销钉调谐器101、屏蔽窗102、通风波导103、馈电直波导106、E面弯波导104、H面弯波导105、弧光探测仪401、天线117～124、波导缝隙塞；
[0008] 频率源109～116置于金属屏蔽舱108外面；天线117～124置于金属屏蔽舱108内，天线117～124上部为第一波导缝隙天线117～120，下部为第二波导缝隙天线121～124；
[0009] 第一波导缝隙天线117～120之间的中心间距为650mm，第二波导缝隙天线121～124之间的中心间距为650mm，第一波导缝隙天线117～120与第二波导缝隙天线121～124之间的中心距离为2700mm，频率源109～112之间的中心间距为2310mm，频率源113～116之间的中心间距为2310mm，频率源109～112与频率源113～116之间的中心间距为8000mm。
[0010] 进一步的，频率源109为天线122馈电；具体馈电线路为：频率源109+500mm馈电直波导106+H面弯弯波导105+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+660mm馈电直波导106+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+1000mm馈电直波导106+660mm馈电直波导106+E面弯波导104+水平极化天线122；
[0011] 频率源110为天线121馈电；具体馈电线路为：频率源110+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+H面弯波导105+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+水平极化天线121；
[0012] 频率源111为天线118馈电；具体馈电线路为：频率源111+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+H面弯波导105+通风波导103+600mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+垂直极化天线118；
[0013] 频率源112为天线117馈电；具体馈电线路为：频率源112+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+400mm馈电直波导106+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+660mm馈电直波导106+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+400mm馈电直波导106+E面弯波导104+垂直极化天线117；
[0014] 频率源113为天线123馈电；具体馈电线路为：频率源113+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+1000mm馈电直波导106+通风波导103+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+660mm馈电直波导106+H面弯波导105+500mm馈电直波导106+400mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+水平极化天线123；
[0015] 频率源114为天线124馈电；具体馈电线路为：频率源114+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+140mm馈电直波导106+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+H面弯波导105+E面弯波导104+水平极化天线124；
[0016] 频率源115为天线119馈电；具体馈电线路为：频率源+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+H面弯波导105+400mm馈电直波导106+E面弯波导104+垂直极化天线119；
[0017] 频率源116为天线120馈电；具体馈电线路为：频率源+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+660mm馈电直波导106+H面弯波导105+1000mm馈电直波导106+1000mm馈电直波导106+660mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+垂直极化天线120。
[0018] 上述“+”是指信号的传递过程。
[0019] 进一步的，三销钉调谐器101为电动调谐，三销钉调谐器101是一段波导，波导长度为467.5mm，在波导的正中间开三个孔深入三个销钉，三个销钉深入的长度依靠电机控制，电机根据实测天线的驻波比实时控制销钉的深入长度，三销钉调谐器101置于频率源109～116和屏蔽窗102之间。
[0020] 进一步的，屏蔽窗102的外层是BJ9标准法兰，屏蔽窗102的内部波导腔用聚四氟乙烯填充，屏蔽窗102厚度是38mm，置于三销钉调谐器101和通风波导103之间。
[0021] 进一步的，馈电直波导106结构由BJ9标准波导和BJ9标准法兰组成，BJ9标准波导位于馈电直波导106结构的中间，BJ9标准法兰位于馈电直波导106结构的两端；
[0022] 馈电直波导106将三销钉调谐器101、屏蔽窗102、通风波导103、E面弯波导104、H面弯波导105串成馈电网络；
[0023] 馈电直波导106有六种长度，分别是140mm、400mm、500mm、600mm、660mm、1000mm。
[0024] 进一步的，第一波导缝隙天线117～120采用驻波阵天线形式，第一波导缝隙天线117～120包含11段，每段之间通过标准法兰对接，第一波导缝隙天线117～120的辐照电磁场强度沿天线方向均匀分布；
[0025] 第二波导缝隙天线121～124采用行波阵天线形式，第二波导缝隙天线121～124包含11段，每段之间通过标准法兰对接，行波阵形式天线每个缝隙辐射的能量不一致，第二波导缝隙天线121～124通过调整缝隙的长度来调整缝隙辐射的能量。
[0026] 进一步的，第一波导缝隙天线117～120是从上方向下均匀照射，主要由：第一波导缝隙天线功分器201、第一波导缝隙天线开缝直波导一202、第一波导缝隙天线开缝直波导二203、短路板204；
[0027] 第一波导缝隙天线功分器201两端分别端接第一波导缝隙天线开缝直波导一202的一端，第一波导缝隙天线开缝直波导一202的另一端与第一波导缝隙天线开缝直波导二203的一端相连，第一波导缝隙天线开缝直波导二203的另一端与短路板204相连；
[0028] 第一波导缝隙天线功分器201是关于中心对称的E面功分器，功分器包含三个BJ9标准法兰209～211、调谐柱206、喇叭状开口207和缝隙208，第一波导缝隙天线功分器201的长度是1056.14mm；
[0029] 第一波导缝隙天线开缝直波导一202由BJ9标准波导和BJ9标准法兰组成，BJ9标准波导位于第一波导缝隙天线开缝直波导一202的中间，BJ9标准法兰位于第一波导缝隙天线开缝直波导一202的两端；第一波导缝隙天线开缝直波导一202的长度是1093.58mm，第一波导缝隙天线开缝直波导一202上面开有5个缝隙，缝隙长度为148mm，宽度30mm；
[0030] 第一波导缝隙天线开缝直波导二203由BJ9标准波导和BJ9标准法兰组成，BJ9标准波导位于第一波导缝隙天线开缝直波导二203的中间，BJ9标准法兰位于第一波导缝隙天线开缝直波导二203的两端；第一波导缝隙天线开缝直波导二203的长度为1531000mm，第一波导缝隙天线开缝直波导二203上开有7个缝隙，缝隙长度为148mm，宽度30mm；
[0031] 短路板204是一块标准法兰；第一波导缝隙天线开缝直波导一202、第一波导缝隙天线开缝直波导二203中相邻的两个缝隙偏离波导中心线的方向相反。
[0032] 进一步的，第二波导缝隙天线121～124是从下方向上均匀照射，主要由：第二波导缝隙天线功分器301、开缝直波导303～307以及E面弯波导308；
[0033] 第二波导缝隙天线功分器301两端分别依次端接开缝直波导303～307以及E面弯波导308；
[0034] 第二波导缝隙天线功分器301是关于中心对称的E面功分器，功分器301包含三个BJ9标准法兰313～315、调谐柱309和喇叭状开口312，功分器301长度为1200mm，调谐柱309为圆弧形，上面开有四个缝隙；
[0035] 第二波导缝隙天线开缝直波导包含第二波导缝隙天线开缝直波导一303～306和第二波导缝隙天线开缝直波导二307，结构上由中间的BJ9标准波导和两边的BJ9标准法兰组成；
[0036] 第二波导缝隙天线开缝直波导一303～306中各波导均由BJ9标准波导和BJ9标准法兰组成，BJ9标准波导位于第二波导缝隙天线开缝直波导一中间，BJ9标准法兰位于第二波导缝隙天线开缝直波导一两端，第二波导缝隙天线开缝直波导一303～306中各波导的长度均为1200mm，上面均开有四个缝隙，第二波导缝隙天线开缝直波导一303～306中四种开缝直波导303～306的区别是波导缝隙的长度由开缝直波导303到开缝直波导306逐渐变大。
[0037] 第二波导缝隙天线开缝直波导二307由中间的BJ9标准波导和两边的BJ9标准法兰组成，第二波导缝隙天线开缝直波导二307的长度为900mm，上面开有三个缝隙；
[0038] E面弯波导308与E面弯波导104相同。
[0039] 进一步的，弧光探测仪401位于H面弯波导105的斜臂上。
[0040] 本发明的有益效果在于：
[0041] 1、本发明采用了双向照射，两行天线分别置于金属屏蔽舱上方和下方，对内部照射，有效的减少了辐照盲区；
[0042] 2、本发明公开了两种波导缝隙天线，其中第一波导缝隙天线采用驻波阵天线形式，辐照电磁场长度沿天线方向均匀分布；第二波导缝隙天线采用行波阵天线形式，同样辐照电磁场长度沿天线方向均匀分布，两种天线的显著特征是极化相互垂直，所以天线之间的隔离度高；
[0043] 3、本发明具有采用了通风波导、屏蔽窗、波导缝隙塞等部件，有效避免了水汽、杂物对系统的影响，同时充分考虑了工业应用的便利性、维修性、可靠性等。
附图说明
[0044] 图1为天馈系统示意图；
[0045] 图2(a)第一波导缝隙天线结构示意图；
[0046] 图2(b)第一波导缝隙天线功分器结构示意图；
[0047] 图2(c)第一波导缝隙天线开缝直波导一结构示意图；
[0048] 图2(d)第一波导缝隙天线开缝直波导二结构示意图；
[0049] 图3(a)第二波导缝隙天线结构示意图；
[0050] 图3(b)第二波导缝隙天线功分器结构示意图；
[0051] 图3(c)第二波导缝隙天线开缝直波导一结构示意图；
[0052] 图3(d)第二波导缝隙天线开缝直波导二结构示意图；
[0053] 图4为H面弯波导结构示意图；
[0054] 图5为E面弯波导结构示意图；
[0055] 图6为波导缝隙塞结构示意图；
[0056] 图7屏蔽舱结构示意图；
[0057] 图8屏蔽舱墙面龙骨布局示意图；
[0058] 图9屏蔽舱顶面结构示意图；
[0059] 图10地面结构示意图；
[0060] 图11龙骨层搭设效果图；
[0061] 图12-1关闭状态下屏蔽门示意图；
[0062] 图12-2开启状态下屏蔽门示意图；
[0063] 图13皮带安装示意图；
[0064] 图14-1截止波导内能量场分布示意图；
[0065] 图14-2衰减量与波导宽度的关系示意图；
[0066] 图15灯具安装屏蔽箱示意图；
[0067] 图16监控安装屏蔽箱示意图；
[0068] 图17-1、图17-2铝塑板装修效果图。
具体实施方式
[0069] 下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
[0070] 一种高功率微波双向均匀辐照天馈系统，如图1所示，天馈系统包含八个天馈单元，每个天馈单元均包括频率源109～116、三销钉调谐器101、屏蔽窗102、通风波导103、馈电直波导106、E面弯波导104、H面弯波导105、弧光探测仪401、天线117～124、波导缝隙塞；各部件依次相连，组成双向均匀辐照天馈系统，其中弧光探测仪401置于每个H面弯波导105的斜臂上，如图4所示。图1中107是支撑柱，用于支撑传送带；天馈系统中的天线和部分直波导放置于金属屏蔽舱108内，本发明中波导采用的是标准BJ9的波导，法兰盘采用的标准BJ9标准法兰。屏蔽舱为15000mm(长)×4260mm(宽)×3000mm(高)的长方体结构，第一波导缝隙天线117～120之间的中心间距为650mm，第二波导缝隙天线121～124之间的中心间距为
650mm，第一波导缝隙天线117～120与第二波导缝隙天线121～124之间的中心距离为
2700mm，频率源109～112之间的中心间距为2310mm，频率源113～116之间的中心间距为
2310mm，频率源109～112与频率源113～116之间的中心间距为8000mm。
[0071] 频率源109～116用于产生高功率电磁波信号，为整个系统提供微波能量，频率源109～116置于金属屏蔽舱108外面，便于维修和检测，频率源109～116产生的高功率电磁波信号进入馈电网络，为天馈单元中的八根天线馈电，其中频率源109、110、113、114为下方的四根天线馈电，频率源111、112、115、116为上方的四根天线馈电；馈电网络的主要功能是将频率源产生的电磁波信号传输到天线，馈电网络包含频率源109～116向天线117～124馈电过程中信号所经过的全部部件，主要包括三销钉调谐器101、屏蔽窗102、通风波导103、馈电直波导106、E面弯波导104、H面弯波导105、弧光探测仪401；由于天线和频率源的位置已经固定，每个馈电波导的总长度不一样，因此，馈电网络的长度主要是靠直波导调节。天线117～124置于金属屏蔽舱内，位置已经固定，为避免打火以及维修便利性，其他部件均放在墙体外部，上部为第一波导缝隙天线117～120，下部为第二波导缝隙天线121～124，其作用是辐射微波能量。
[0072] 其中，频率源109为天线122馈电；具体馈电线路为：频率源109+500mm馈电直波导106+H面弯弯波导105+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+H面弯波导105+1m馈电直波导106+660mm馈电直波导
106+H面弯波导105+1m馈电直波导106+1m馈电直波导106+660mm馈电直波导106+E面弯波导
104+水平极化天线122；
[0073] 频率源110为天线121馈电；具体馈电线路为：频率源110+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+H面弯波导105+1m馈电直波导106+H面弯波导105+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+水平极化天线121；
[0074] 频率源111为天线118馈电；具体馈电线路为：频率源111+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+H面弯波导105+通风波导103+600mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+垂直极化天线118；
[0075] 频率源112为天线117馈电；具体馈电线路为：频率源+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+400mm馈电直波导106+H面弯波导105+1m馈电直波导106+660mm馈电直波导106+H面弯波导105+1m馈电直波导106+400mm馈电直波导106+E面弯波导104+垂直极化天线117；
[0076] 频率源113为天线123馈电；具体馈电线路为：频率源+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+1m馈电直波导106+通风波导103+H面弯波导105+1m馈电直波导106+660mm馈电直波导106+H面弯波导105+500mm馈电直波导106+400mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+水平极化天线123；
[0077] 频率源114为天线124馈电；具体馈电线路为：频率源+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+140mm馈电直波导106+H面弯波导105+1m馈电直波导106+H面弯波导105+E面弯波导104+水平极化天线124；
[0078] 频率源115为天线119馈电；具体馈电线路为：频率源+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+H面弯波导105+1m馈电直波导106+H面弯波导105+400mm馈电直波导106+E面弯波导104+垂直极化天线119；
[0079] 频率源116为天线120馈电；具体馈电线路为：频率源+500mm馈电直波导106+H面弯波导105+140mm馈电直波导106+三销钉调谐器101+屏蔽窗102+500mm馈电直波导106+E面弯波导104+通风波导103+H面弯波导105+1m馈电直波导106+660mm馈电直波导106+H面弯波导105+1m馈电直波导106+1m馈电直波导106+660mm馈电直波导106+140mm馈电直波导106+E面弯波导104+垂直极化天线120。
[0080] 三销钉调谐器101是一段波导，波导长度为467.5mm，在波导的正中间开三个孔深入三个销钉，三个销钉深入的长度靠电机来控制，根据实测天线的驻波比进行实时控制销钉的深入长度，三销钉调谐器101置于频率源109～116和屏蔽窗102之间；三销钉调谐器101用于调整天线的驻波，由于天线处于一个封闭的金属墙体内部，电磁波信号在内部产生反射，会进入到天线内部，天线接收到的这部分能量会进入频率源，墙体内部的载体不同，反射的能量不同，所以需要采用三销钉调整天线的驻波，第一可以保护频率源，避免其被反射回来的能量损坏，第二，可提高系统辐照的效率；
[0081] 屏蔽窗102用于屏蔽杂物进入频率源109～116，由于频率源109～116是价格昂贵的高精度仪器，水汽、杂物均会对其造成损害，需要特殊保护，屏蔽窗的作用是阻止水汽、杂物等进入频率源109～116，屏蔽窗102外层是BJ9标准法兰，内部波导腔用聚四氟乙烯填充，整个屏蔽窗102厚度是38mm，置于三销钉调谐器101和通风波导103之间；
[0082] 通风波导103置于屏蔽窗102的后面，作用是排除水汽、杂物，避免其进入前面的三销钉调谐器101和频率源109～116；
[0083] E面弯波导104，其具体结构示意图如图5所示，主要用于馈电网络中波导E面拐弯时的连接，另外，在第二波导缝隙天线的末端也放置了E面弯波导104；
[0084] H面弯波导105，其具体结构示意图如图4所示，主要作用是馈电网络中波导H面拐弯时的连接，在H面弯波导105斜臂上开孔，放置弧光探测仪401，用于监测波导内的打火现象，避免出现连续的打火，引发事故。
[0085] 馈电直波导106是整个网络主要的部件，作用是连接三销钉调谐器101、屏蔽窗102、通风波导103、E面弯波导104、H面弯波导105的剩余部分，一共包含六种长度的直波导，长度分别是140mm、400mm、500mm、600mm、660mm、1000mm。
[0086] H面弯波导105，其具体结构如图4所示,弯波导是相对于直波导而言的，两端同样是BJ9的标准法兰，中间的波导部分形成一个90度的弯转，在波导窄边所在面的弯转称作H面弯，主要作用是馈电网络中波导H面拐弯时的连接，在H面弯波导斜臂上开孔放置了弧光探测仪401，用于监测波导内的打火现象，如出现打火现象，会产生一个触发信号到频率源，频率源接收到信号后会自动关闭，避免出现连续的打火，引发事故。E面弯波导104，其具体结构如图5所示，弯波导是相对于直波导而言的，两端同样是BJ9的标准法兰，中间的波导部分形成一个90度的弯转，在波导的宽边所在面的弯转称作E面弯，主要作用是馈电网络中波导E面拐弯时的连接，另外，在本系统中，为了使得微波能量向载体所处的中间辐射，在第二波导缝隙天线的末端也放置了E面弯波导104。
[0087] 第一波导缝隙天线117～120，其具体结构示意图如图2(a)所示，放置于金属屏蔽舱108上方，其作用是从上方向下均匀照射，主要由：图2(b)所示的第一波导缝隙天线功分器201、图2(c)所示的第一波导缝隙天线开缝直波导一202、图2(d)所示第一波导缝隙天线开缝直波导二203及短路版204；图中205是标准法兰，用于连接第一波导缝隙天线开缝直波导一202、图2(d)所示第一波导缝隙天线开缝直波导二203及短路版204。第二波导缝隙天线121～124，其具体结构示意图如图3(a)所示，放置于金属屏蔽舱108上方，其作用是从下方向上均匀照射，主要由：图3(b)所示的第二波导缝隙天线功分器301、图3(c)所示的第二波导缝隙天线开缝直波导一303～306、图3(d)所示的第二波导缝隙天线开缝直波导二307；图中302是标准法兰，用于连接第二波导缝隙天线功分器301、第二波导缝隙天线开缝直波导一303～306和第二波导缝隙天线开缝直波导二307。
[0088] 本发明第一波导缝隙天线117～120中所有波导和法兰采用的均为BJ9标准波导和法兰，波导波长是437.43mm，缝隙的长度为148mm，宽度30mm，缝隙间距为218.7mm，整根天线上一共开了58个缝；高功率微波双向均匀辐照天馈系统一共包含四根相同的第一波导缝隙天线117～120，由于天线长度较长，所以将其截成了11段，其中中间段是图2(b)所示第一波导缝隙天线功分器201，实际是E面功分器，功分器201左右两部分关于中心完全对称长度是1056.14mm，上面开有四个缝隙208，功分器201还包含调谐柱206、喇叭状开口207，调谐柱
206、喇叭状开口207的作用是匹配功分器201，优点是增大了功分器的功率容量，同时调谐柱206做成圆弧形，能够避免高功率下的打火现象；功分器201两端分别端接四个图2(c)所示第一波导缝隙天线开缝直波导一202，第一波导缝隙天线开缝直波导一202长度是
1093.58mm，每根上面开有5个缝隙，第一波导缝隙天线开缝直波导一202后面连接图2(d)所示第一波导缝隙天线开缝直波导二203，其长度为1531mm，开有7个缝隙，最末端为短路版
204；连接开缝直波导时，相邻的两个缝隙偏离波导中心线的方向应该是相反的，同时第一波导缝隙天线功分器201左右两边波导应完全对称。
[0089] 第二波导缝隙天线121～124中所有波导和法兰采用的均为BJ9标准波导和法兰，波导波长是437.43mm，为了保证天线缝隙的均匀照射，波导缝隙的长度是变化的，即对天线进行了加权，缝隙的长度从中间向两边逐渐变大，缝隙长度的变化范围是介于为121mm～150mm，宽度30mm，缝隙间距为400mm，整根天线上一共开了42个缝隙，此处加权是指通过调整缝隙长度来调整缝隙辐射的能量，通过软件仿真，缝隙长度由中间向两边逐渐增长，未辐射出的部分能量通过末端的E面弯波导104辐射出来，采用E面弯波导104主要是将末端的能量向载体方向辐射，避免能量浪费。高功率微波双向均匀辐照天馈系统一共包含四根相同的第二波导缝隙天线，由于天线长度较长，所以将其截成了11段，其中中间段是图3(b)所示第一波导缝隙天线功分器301，实际是E面功分器，左右两部分缝隙关于中心完全对称，长度是1300mm，上面开有四个缝隙，第二波导缝隙天线功分器301还包含调谐柱309、喇叭状开口
312，其作用是匹配功分器，优点是增大了功分器的功率容量，同时调谐柱306做成圆弧形，能够避免高功率下的打火现象，与图2(b)所示第一波导缝隙天线功分器201相同的是，第二波导缝隙天线功分器301左右两边的缝隙关于中间对称，不同的地方是缝隙的长度是由内到外逐渐变大的；第二波导缝隙天线功分器301两端分别端接开缝直波导303、304、305、
306、307以及E面弯波导308，开缝直波导303、304、305、306的结构示意图如图3(c)所示，这四种开缝直波导的长度都是1200mm，上面开有四个缝隙316-319，四种开缝直波导的区别是波导缝隙的长度从中间向两边逐渐变大。开缝直波导307，上面开有三个缝隙，其长度为
900mm，开缝直波导307后面法兰对接E面弯波导，其作用是使行波阵天线末端的能够向中间辐照，充分利用天线发射出来的能量。
[0090] 为了避免屏蔽舱内部的水汽、杂物等进入到天线内部，天线上所有的波导缝隙均用图6所示波导缝隙塞堵上。
[0091] 由于高功率微波双向均匀辐照系统应用于高功率环境，为了避免电磁污染，八根天线117～124均处于完全屏蔽的金属屏蔽舱108内，第一波导缝隙天线117～120，采用驻波阵天线形式，其结构特点是关于中心对称，所有缝隙的长度、宽度、偏离中心线的距离是完全相同的，其辐照性能是电磁场强度沿天线方向呈均匀分布，从而形成了向下的高功率辐照；第二波导缝隙天线121～124，采用行波阵天线形式，其结构特点是关于中心对称，所有缝隙的宽度完全相同，长度由中间向两边逐渐增大，目的是使电磁场强度沿天线方向呈均匀分布，从而形成了向上的高功率辐照。
[0092] 屏蔽舱的结构及连接关系为：
[0093] 屏蔽舱的壳体净尺寸为15m×4m×3m(L×W×H)。采用六面镀锌钢板焊接而成，形成电磁屏蔽结构，钢板依附在钢龙骨结构上。屏蔽舱结构如图7所示。
[0094] 为减小屏蔽舱结构自身对微波能量的损耗，屏蔽钢壳体内侧需作良好的表面处理，提高导电性能和表面光洁度，舱内腔钢结构表面镀锌厚度：≥50μm；另外屏蔽钢壳体外侧作保温防护，避免热量的流失，提高能量使用效率。屏蔽舱的地面施工顺序应为舱内传送带支撑梁地桩首先完成施工，屏蔽舱在此基础上进行屏蔽钢板的拼装和焊接，确保整体的屏蔽性能。
[0095] 为保证焊接质量，地面采用3mm镀锌钢板，墙面和顶面采用2mm镀锌钢板，满足屏蔽舱在不同频段范围的屏效要求。其中，主立柱截面为80×60×4(mm3)，柱距2m均布；横龙骨截面为60×40×3(mm3)，间距1m布置；竖龙骨截面为50×30×3(mm3)，焊于竖龙骨之间，间距1m。墙面龙骨布局示意如图8所示
[0096] 顶面：考虑顶部设备(风扇及波导)重量略大，顶面设置6道顶主梁：截面为120×60×4(mm3)，跨度为3.6m,沿屏蔽舱宽度方向架设。顶圈梁：截面为120×60×4(mm3)，沿屏蔽舱顶部周圈设置；顶次梁：截面为60×40×3(mm3)，跨度为2m，间距1m；顶龙骨：截面为50×30×3(mm3)，跨度为1m，形成1m×1m网格。顶面结构示意图如9图所示。
[0097] 地面满铺40×2(mm2)屏蔽钢板，间距500mm均布，地圈梁规格为150×100×4(mm3)。为了减少焊接变形，地面采用3mm厚屏蔽钢板。地面结构示意图如图10所示。
[0098] 考虑屏蔽舱内的排水，屏蔽舱地面钢板焊接时沿屏蔽舱长度方向考虑0.3％的坡度，并在最低处预留水波导将水做过壁处理后排出屏蔽舱外，土建预留相应管道汇入地下排水管网。
[0099] 屏蔽舱屏蔽壳体采用成熟的二氧化碳保护焊接工艺，气候环境适应能力较强，不会因潮湿、电化学腐蚀、受力变形等影响屏蔽效能。龙骨搭设示意如图11所示。
[0100] 屏蔽门
[0101] 屏蔽舱两端面各设置一樘垂直升降屏蔽门，规格为3.6m×1m。通过电动铰链拉动开启和闭合。屏蔽门主要用作屏蔽舱工作时原木进出屏蔽舱的通道，大门主体采用H型钢构支撑，门扇主体在钢构内的导轨上运行。完全自动化的推拉门是通过气动阀门和电器元件的组合控制的，所有的控制是通过安装在主控制面板上逻辑控制器来实现的，可通过电脑远程控制。屏蔽门关闭/开启状态如图12-1、12-2所示。
[0102] 屏蔽门的锁紧为双点斜楔锁紧结构。采用单刀插入式电磁密封技术，以铁为基体的镀铜复合刀口，可拆卸式铍青铜双排簧片，能有效地形成电磁密封腔，电磁密封可靠。簧片维修更换方便。内外门板为双层绝缘结构，具有较高的屏蔽效能。屏蔽门采用喷漆工艺，整体美观，外形漂亮，运行平稳，安全可靠。
[0103] 屏蔽门采用电动平移(X、Y方向)的传动方式，锁紧采用气动锁紧，升降台采用液压油缸驱动模式。
[0104] 开门动作：通过电脑操作界面给出开门信号，锁紧装置逐渐松开，启动电机，门就会沿开始X方向移动(垂直屏蔽板体方向)，齿轮和机架安装在门前。当门达到固定限位后,向上的提拉电机动作，门扇作Y方向运动，Y方向上运动达到另一个限位位置，门立即停止运动。开门动作完成后给出提示信号。
[0105] 关门动作：通过电脑操作界面给出关门信号，门扇由高位向下缓慢运动(Y方向)至固定位置，再由此位置向侧推进(X方向)，直至门扇与门框接触，启动簧片锁进系统完成大门关门动作。关门动作完成后给出提示信号。
[0106] 大门的运行控制配有急停系统确保运行安全，备有断电应急保护装置，能使大门在断电的情况下完成一次安全操作。
[0107] 大门的锁紧系统为气动锁紧，气缸系统配有储气设备，可使大门的气泵故障时运用储存的气使门扇与门框松开。
[0108] 两侧屏蔽舱屏蔽门关闭到位、开门到位闭锁双路输出信号(短路接通为到位，断路为未到位)，屏蔽门关闭到位时给出机械安全限位。
[0109] 由于传送带电机在舱外，传送带运动过程中必然要穿过屏蔽舱，带来屏蔽性能的减低。采用截止波导的过壁方式增强屏蔽性能。传送带截止波导波导管截面为100mm×50mm，深度为500mm。考虑皮带更换及维修，矩形波导部分为可拆卸形式，通过螺栓与其他固定部分连接。将皮带嵌入矩形波导内，将此部分用螺栓与固定部分连接，具体做法如图13所示。截止波导的模型如图14-1、14-2所示，中间为非金属传送带穿过波导。
[0110] 舱内照明系统
[0111] 照明设计按照《民用建筑照明设计标准》及《工业企业照明设计标准》执行。屏蔽舱顶部设置LED灯。满足屏蔽舱内平均照度大于100lux的要求。为防护高强度微波辐射，LED灯安装在屏蔽箱内，通过屏蔽玻璃将光线射入屏蔽舱。屏蔽箱示意如图15所示。
[0112] 舱内视频监控
[0113] 屏蔽舱内设置高清固定摄像头，分别安装于屏蔽舱顶面角部，保证整个屏蔽舱范围无死角。该监控系统采用数字信号，具有较高的抗电磁干扰特性，将摄像头安装于屏蔽箱内，通过屏蔽玻璃采集屏蔽舱内视野，满足较高功率电磁环境下的使用要求。采用此种方案，屏蔽玻璃对显示画面清晰度有一定的影响。摄像头屏蔽箱示意如图16所示。舱内视频监控受整个控制监控子系统远程控制。
[0114] 防腐处理
[0115] 由于屏蔽舱内的高温环境，选用耐高温专用的防腐涂料，该种材料采用互传网络结构无机聚合物，所有填料均由耐热、不燃的无机物组成。基料中含有大量-OH活性基团，它与填料中的活性组分及钢铁活性表面快速反应，生成三维结构的无机聚合物，将涂层与钢铁基体连成一体，形成具有电化学保护和物理屏蔽作用的耐热防腐涂层，特别适用于工作在高温，腐蚀环境下的钢铁结构的长效防护。
[0116] 该种材料可实现常温下自固化，防腐性能好，使用寿命长，涂层硬度高，抗擦伤，抗冲击，耐老化等优点。
[0117] 装饰装修
[0118] 屏蔽舱龙骨焊接完成后在，在外侧安装玻镁板玻作为铝塑板的粘贴面，镁板具有耐高温、阻燃、吸声防震、防水防潮、防虫蛀、轻质防腐、无毒无味无污染等特性，在玻镁板安装完成后，在玻镁板上粘贴白色铝塑板作为装饰面。铝塑板具有艳丽多彩的装饰性、耐蚀、防火、防潮、隔音、隔热、质轻等特点，被广泛应用于各种建筑装饰上。铝塑板装修效果如图17-1、17-2所示。
[0119] 由于屏蔽舱内的高温环境，选用耐高温专用的NB(JYX-2)室内薄型钢结构防火防腐涂料，涂料由高分子乳液、成碳剂、膨胀催化剂、防火剂、颜料经搅拌、磨细产物，采用互传网络结构无机聚合物，涂料中的基料内含有大量-OH活性基团，它与填料中的活性组分及钢铁活性表面快速反应，生成三维结构的无机聚合物，将涂层与钢铁基体连成一体，形成具有电化学保护和物理屏蔽作用的耐热防腐涂层，特别适用于工作在高温，腐蚀环境下的钢铁结构的长效防护；该材料施工采用喷涂、刷涂方法，使用时应充分搅拌均匀，涂料稍稠时，可用适量自来水进行稀释，以方便喷涂为宜，施工前，应将电缆表面的浮沉、油污、杂物等清洗、打磨干净，待表面干燥时方可进行防火材料的喷涂，施工过程中，涂层未干时，应防水、防暴晒、防污染、防移动、防弯曲，如有损坏应及时修补；该涂料常温喷涂在钢结构表面，常温自干，与表面附着力非常好，坚硬耐磨耐划伤，不开裂，性能优良。
[0120] 矩形波导过壁处理
[0121] 为实现电磁波的舱内照射，屏蔽舱顶面和地面均有矩形波导贯穿，过壁处理可以采用以下方式：
[0122] 为增强屏蔽性能，采用环装法兰盘过壁处理，将法兰盘按照指定位置与屏蔽壳体焊接，屏蔽体内外波导对应螺丝孔位旋紧。波导法兰与连接法兰之间加装丝网导电衬。
[0123] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
