本发明涉及照明技术领域，具体而言，涉及一种分立式微波激励器和等离子光源装置。
背景技术：
传统的固态射频源(即分立式微波激励器)均采用平面式结构设计，也就是信号发生器、信号控制器、功率放大器以及隔离保护器等模块都在同一个平面上，分布在同一块基板上，特定功率的固态射频源的各部分模块各自具有特定的尺寸，通过平面排布后，其长宽比均大于2:1，使得平面式结构设计的固态射频源的长宽维度尺寸相差较大，并且各模块直接采用焊接连接方式，属于硬连接，射频输出端口也设计于侧面的端面上，不便于与前后端器件进行集成。
因此，设计一种分立式微波激励器，能够通过合理布局各个模块，减小整体的长宽比，实现更高程度的集成，这是目前急需解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明实施例提供了一种分立式微波激励器和等离子光源装置，其能够通过合理布局各个模块，减小整体的长宽比，实现更高程度的集成。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种分立式微波激励器，分立式微波激励器包括壳体、控制器、信号发生器、功率放大器、隔离保护器和输出端头；
壳体具有容置腔，控制器、信号发生器、功率放大器和隔离保护器均位于容置腔内、且连接在壳体的内壁上，控制器、信号发生器、功率放大器和隔离保护器层叠设置，输出端头连接在壳体的外壁上；
信号发生器、功率放大器、隔离保护器和输出端头依次采用软线连接，控制器与信号发生器、功率放大器、隔离保护器均采用软线连接。
在可选的实施方式中，壳体为长方体结构，壳体的长宽比的范围为：1.5～1。
在可选的实施方式中，壳体包括底盖和顶盖，顶盖与底盖相互盖合、并形成容置腔。
在可选的实施方式中，顶盖包括顶壁和第一侧壁，第一侧壁连接在顶壁的边缘，顶壁上靠近底盖的表面为第一安装面，隔离保护器安装在第一安装面上。
在可选的实施方式中，顶壁上远离底盖的表面为第二安装面，输出端头安装在第二安装面上。
在可选的实施方式中，底盖包括底壁和第二侧壁，第二侧壁的一端连接在底壁的边缘，第二侧壁的另一端连接在第一侧壁，底壁上靠近顶盖的表面为第三安装面，控制器、信号发生器和功率放大器均安装在第三安装面上。
在可选的实施方式中，底壁为矩形，信号发生器和控制器分别安装在底壁上相邻的两个角位置，功率放大器占用底壁上另外两个角位置。
第二方面，本发明提供一种等离子光源装置，等离子光源装置包括前述实施方式任一项的分立式微波激励器。
在可选的实施方式中，等离子光源装置还包括聚焦器、等离子灯珠和光学反射器，聚焦器安装在输出端头，等离子灯珠安装在聚焦器上，光学反射器安装在聚焦器上、且围绕等离子灯珠。
在可选的实施方式中，输出端头上具有外螺纹，聚焦器上具有内螺纹，外螺纹与内螺纹相互配合。
本发明实施例提供的分立式微波激励器和等离子光源装置的有益效果包括：
首先，控制器、信号发生器、功率放大器和隔离保护器层叠设置，并且各模块之间采用软性连接，使得壳体的容置腔中空间利用率更高，结构更加紧凑，大大缩小了分立式微波激励器的长宽比，有利于与其他前后端部件进行匹配与集成，扩大了其使用范围；其次，分立式微波激励器内部各模块具有更高的独立性，有利于模块间的信号隔离而不产生信号干扰，并且易于实现对发热部件(如功率放大器)进行集中散热，从而提高系统能量转换效率；最后，层叠设置的立体化设计，可以根据实际需求，便于灵活将各模块进行不同的分配和布局，以实现多样化的结构设计，满足不同的匹配需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的分立式微波激励器的结构示意图；
图2为图1中顶盖及其连接器件的结构示意图；
图3为图1中底盖及其连接器件的结构示意图；
图4为图1中分立式微波激励器的组成框图；
图5为本发明第二实施例提供的等离子光源装置的结构示意图；
图6为图5中等离子光源装置的组成框图。
图标：100-分立式微波激励器；110-壳体；111-顶盖；1111-顶壁；1112-第一安装面；1113-第二安装面；1114-第一侧壁；112-底盖；1121-底壁；1122-第三安装面；1123-第二侧壁；120-控制器；121-频率控制单元；122-功率控制单元；123-驻波比控制单元；130-信号发生器；140-功率放大器；150-隔离保护器；160-输出端头；200-等离子光源装置；210-聚焦器；220-等离子灯珠；230-光学反射器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
第一实施例
请参考图1至图3，本实施例提供了一种分立式微波激励器100，分立式微波激励器100包括壳体110、控制器120、信号发生器130、功率放大器140、隔离保护器150和输出端头160，其中，壳体110具有容置腔，控制器120、信号发生器130、功率放大器140和隔离保护器150均位于容置腔内、且连接在壳体110的内壁上，控制器120、信号发生器130、功率放大器140和隔离保护器150层叠设置，输出端头160连接在壳体110的外壁上，输出端头160为n型同轴输出端。
具体的，请参阅图1，壳体110为长方体结构，壳体110的长宽比的范围为：1.5～1，本实施例中，可以将壳体110的长宽比取值为1。壳体110包括底盖112和顶盖111，顶盖111与底盖112相互盖合、并形成容置腔。
请参阅图2，顶盖111包括顶壁1111和第一侧壁1114，顶壁1111为矩形，第一侧壁1114连接在顶壁1111的边缘，顶壁1111上靠近底盖112的表面为第一安装面1112，隔离保护器150安装在第一安装面1112上。
顶壁1111上远离底盖112的表面为第二安装面1113(请参阅图1)，输出端头160安装在第二安装面1113上。这样，输出端头160除了实现功率输出的功能之外，还能够将连接的负载的运行数据反馈给控制器120，控制器120中可以嵌入反馈调节机制，控制器120根据反馈的运行数据进行匹配调节，使分立式微波激励器100与负载匹配更佳。
请参阅图3，底盖112包括底壁1121和第二侧壁1123，底壁1121为矩形，第二侧壁1123的一端连接在底壁1121的边缘，第二侧壁1123的另一端连接在第一侧壁1114，底壁1121上靠近顶盖111的表面为第三安装面1122，控制器120、信号发生器130和功率放大器140均安装在第三安装面1122上。具体的，信号发生器130和控制器120分别安装在底壁1121上相邻的两个角位置，功率放大器140占用底壁1121上另外两个角位置。
请参阅图4，信号发生器130、功率放大器140、隔离保护器150和输出端头160依次采用软线连接，控制器120与信号发生器130、功率放大器140、隔离保护器150均采用软线连接。
这样，本实施例提供的分立式微波激励器100采用立体式结构设计，不同模块采用分层式排布或利用侧面空间进行模块化布局，使分立式微波激励器100更加立体化，减小了长宽维度的尺寸差，长宽比接近1:1，并且各模块之间采用软线连接，使其整体排布更加灵活多变，实现更高的前后端集成匹配度。此外，针对负载添加了反馈调节机制，避免了传统射频源与负载失配而无法自动匹配调节的情况发生。
其中，控制器120可以包括频率控制单元121、功率控制单元122和驻波比控制单元123，频率控制单元121用于读取和控制信号生成器生成的微波的频率，功率控制单元122用于读取和控制信号放大器对微波放大后的功率，驻波比控制单元123用于读取和控制隔离保护器150反馈的驻波比，这里的驻波比为输出端与负载间的驻波比，通过输出端的驻波比进一步反应射频源与负载的匹配耦合情况，驻波比越小，匹配越好。
本实施例提供的分立式微波激励器100的工作原理：
控制器120主要负责频率调节、功率调节、驻波比比较，并协调各个单元按照既定时序进行工作。信号生成器通过总线和控制器120相联结，并向控制器120提供对应的微波频率。信号放大器负责将信号推至额定功率输出。隔离保护器150保证微波信号输出端和聚焦器210之间的级联，保证输出反射过大情况下不损伤信号放大器的性能。控制器120结合隔离保护器150反馈的功率信号对输出功率进行调节，以匹配负载的工作状态。
控制器120除了包括上述模块之外，还可以包括相位调节器，相位调节器连接在信号发生器130与功率放大器140之间，使信号发生器130产生的信号经过相位调节之后，再进入功率放大器140进行功率放大。
本实施例提供的分立式微波激励器100的有益效果包括：
首先，控制器120、信号发生器130、功率放大器140和隔离保护器150层叠设置，并且各模块之间采用软性连接，使得壳体110的容置腔中空间利用率更高，结构更加紧凑，大大缩小了分立式微波激励器100的长宽比，有利于与其他前后端部件进行匹配与集成，扩大了其使用范围；其次，分立式微波激励器100内部各模块具有更高的独立性，有利于模块间的信号隔离而不产生信号干扰，并且易于实现对发热部件(如功率放大器140)进行集中散热，从而提高系统能量转换效率；最后，层叠设置的立体化设计，可以根据实际需求，便于灵活将各模块进行不同的分配和布局，以实现多样化的结构设计，满足不同的匹配需求。
容易理解的是，本实施例提供的分立式微波激励器100只是一种示意性结构，在其它实施例中，分立式微波激励器100可根据需要设计为三层或三层以上，其中除功率放大器140需要求置于底盖112的安装面上外，其他模块可以分布于壳体110内其他任意层的底面或侧面，此处不一一列举，凡是满足该布局要求的立体结构均属于本实施例要求保护的范畴。
综上，分立式微波激励器100内部各模块，如信号发生器130、功率放大器140、隔离保护器150和控制器120等可以自由分布于壳体110内部不同区域位置，分为层叠式结构，包括两层、三层或三层以上的立体结构，也可以采用三菱柱式结构，各模块可以充分利用棱柱侧面空间排布，从而形成棱柱式立体结构，还可以是其他形式的立体结构，所有立体结构的内部各模块之间采用软线连接。这些变形均应该属于本实施例要求保护的范围。
第二实施例
请参阅图5，本实施例提供一种等离子光源装置200，等离子光源装置200包括聚焦器210、等离子灯珠220、光学反射器230和第一实施例提供的分立式微波激励器100。
聚焦器210安装在输出端头160，输出端头160上具有外螺纹，聚焦器210上具有内螺纹，外螺纹与内螺纹相互配合。等离子灯珠220安装在聚焦器210上，光学反射器230安装在聚焦器210上、且围绕等离子灯珠220。
分立式微波激励器100与聚焦器210的结构大小相当，通过分立式微波激励器100的输出端头160与聚焦器210螺纹连接，不仅省去了二者之间采用同轴线连接，而且减小了整机的体积，实现了更高的集成度。
请参阅图6，信号发生器130、功率放大器140、隔离保护器150、输出端头160、聚焦器210和等离子灯珠220依次连接。控制器120与信号发生器130、功率放大器140、隔离保护器150连接。
本实施例提供的等离子光源装置200的工作原理：
信号生成器通过总线和控制器120相联结，并向控制器120提供对应的微波频率。信号放大器负责将信号推至额定功率输出。隔离保护器150保证微波信号输出端和聚焦器210之间的级联，保证输出反射过大情况下不损伤信号放大器的性能。聚焦器210吸收微波功率之后在聚焦区域产生电磁场。等离子灯珠220用于在聚焦器210产生的电磁场中激发等离子体发光。此外，控制器120中针对等离子灯珠220添加了反馈调节机制，避免了传统射频源与负载失配而无法自动匹配调节的情况发生。
本实施例提供的等离子光源装置200的有益效果包括：
分立式微波激励器100内部各个模块层叠设置，并且采用软性连接，使得分立式微波激励器100结构紧凑，长宽比较小，并且，聚焦器210直接连接在分立式微波激励器100的输出端头160上，不仅省去了二者之间采用同轴线连接，而且减小了整机的体积，实现了更高的集成度。
以上，仅为本发明的具体实施方式，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。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
1.一种分立式微波激励器，其特征在于，所述分立式微波激励器包括壳体(110)、控制器(120)、信号发生器(130)、功率放大器(140)、隔离保护器(150)和输出端头(160)；
所述壳体(110)具有容置腔，所述控制器(120)、所述信号发生器(130)、所述功率放大器(140)和所述隔离保护器(150)均位于所述容置腔内、且连接在所述壳体(110)的内壁上，所述控制器(120)、所述信号发生器(130)、所述功率放大器(140)和所述隔离保护器(150)层叠设置，所述输出端头(160)连接在所述壳体(110)的外壁上；
所述信号发生器(130)、所述功率放大器(140)、所述隔离保护器(150)和所述输出端头(160)依次采用软线连接，所述控制器(120)与所述信号发生器(130)、所述功率放大器(140)、所述隔离保护器(150)均采用软线连接。
2.根据权利要求1所述的分立式微波激励器，其特征在于，所述壳体(110)为长方体结构，所述壳体(110)的长宽比的范围为：1.5～1。
3.根据权利要求1所述的分立式微波激励器，其特征在于，所述壳体(110)包括底盖(112)和顶盖(111)，所述顶盖(111)与所述底盖(112)相互盖合、并形成所述容置腔。
4.根据权利要求3所述的分立式微波激励器，其特征在于，所述顶盖(111)包括顶壁(1111)和第一侧壁(1114)，所述第一侧壁(1114)连接在所述顶壁(1111)的边缘，所述顶壁(1111)上靠近所述底盖(112)的表面为第一安装面(1112)，所述隔离保护器(150)安装在所述第一安装面(1112)上。
5.根据权利要求4所述的分立式微波激励器，其特征在于，所述顶壁(1111)上远离所述底盖(112)的表面为第二安装面(1113)，所述输出端头(160)安装在所述第二安装面(1113)上。
6.根据权利要求4所述的分立式微波激励器，其特征在于，所述底盖(112)包括底壁(1121)和第二侧壁(1123)，所述第二侧壁(1123)的一端连接在所述底壁(1121)的边缘，所述第二侧壁(1123)的另一端连接在所述第一侧壁(1114)，所述底壁(1121)上靠近所述顶盖(111)的表面为第三安装面(1122)，所述控制器(120)、所述信号发生器(130)和所述功率放大器(140)均安装在所述第三安装面(1122)上。
7.根据权利要求6所述的分立式微波激励器，其特征在于，所述底壁(1121)为矩形，所述信号发生器(130)和所述控制器(120)分别安装在所述底壁(1121)上相邻的两个角位置，所述功率放大器(140)占用所述底壁(1121)上另外两个角位置。
8.一种等离子光源装置，其特征在于，所述等离子光源装置包括权利要求1-7任一项所述的分立式微波激励器。
9.根据权利要求8所述的等离子光源装置，其特征在于，所述等离子光源装置还包括聚焦器(210)、等离子灯珠(220)和光学反射器(230)，所述聚焦器(210)安装在所述输出端头(160)，所述等离子灯珠(220)安装在所述聚焦器(210)上，所述光学反射器(230)安装在所述聚焦器(210)上、且围绕所述等离子灯珠(220)。
10.根据权利要求9所述的等离子光源装置，其特征在于，所述输出端头(160)上具有外螺纹，所述聚焦器(210)上具有内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹相互配合。
技术总结