高功率微波可变衰减器

　　微波化学是近代发展起来的一门新兴交叉学科，它大大促进化学反应速度，预示着化学工业的劳动生产力有望大幅提高。在实验室条件下研究微波催化反应，常常需要一种输出功率连续可变，性能比较稳定的微波功率源，而且希望价格便宜，市场上容易买到。
　　微波炉用的磁控管就能满足实验室内一般微波化学的实验要求，但是这种管子输出功率的调节比较粗糙，不附合微波催化反应的要求。如果有一种能工作在仟瓦级至几仟瓦级功率电平上的连续可调的高功率微波可变衰减器，那就可以得到输出功率连续可调的微波功率源。

1　设　计　　
　　工业用微波频率为2 450 MHz，在标准矩形波导的宽面中央开槽插入吸收式衰减片，为了有较小的输入驻波比，二端采用渐变刀形状。衰减片可用石英玻璃吹制或聚四氟乙烯热压而成，其中通以流水，使其增加对微波能量的吸收。升温后的水流出衰减片，以确保衰减片的温升控制在容许范围之内。衰减片固定在一个可以上下移动的支架上，支架上的标尺指出衰减片在矩形波导内的深度，从定标后的衰减曲线，可直接读出衰减值。
　　为了使水在衰减片内通畅地流动，又为了使衰减器能达到一定的衰减值，石英玻璃或聚四氟乙烯制成的衰减片必须有一定的厚度，这就要求矩形波导宽面中央开的槽比较宽，这样会导致大量漏能逸出波导，无法使用。
　　我们利用槽波导的概念解决此问题，槽波导是一类新型的传输线，对于矩形槽波导可以理解成矩形波导宽面中间的部分金属去掉，在槽缝的二边装上二块平行金属平板演变而来^［1］。我们现在的结构正是在矩形波导宽边中央开了宽的槽缝，在槽缝的二边加上二块金属平行平板，这就构成了类似于矩形槽波导的结构。根据矩形槽波导的电磁场分析结果指出主模电场沿平行平板方向呈衰减分布^［2］。平行平板的高度越高由波导经过平行平板辐射出去的电磁能量就越小；另外，辐射出去的能量还与平行平板高度与槽宽之比有关，如果这个比值越大，则辐射出去的电磁能量也越小。再有，对於槽波导，如果平行平板高度大于波长，平行平板的端口若用金属平板封闭对槽波导性能的影响不大^［3］。对于我们所讨论的课题，在金属平行平板中间插入装有水的吸收片。从端口封闭金属板反射回来的能量大部分被吸收片中的水吸收，对主波导中传播的主模影响较少。
　　在封闭的金属平板上尚有进水，出水管以及标尺等园孔。若不给以必要的处理，还是有较多的漏能从这些孔中泄漏若采用足够长度的小直径的金属园管按装在这些圆孔上作为截止波导，可满意地解决这类困难^［4］。
2　实　验　　
　　我们制作了一个中心频率为2 450 MHz刀状高功率微波可变衰减器，其外形如图1所示。