W波段准光隔离技术研究

发布时间：2021-04-21 05:42

　　传统的铁氧体隔离器与环形器常采用微带、波导等结构,器件尺寸和工作波长比拟。当频率上升到毫米波波段时,器件功率容量成为主要的技术障碍。此外,受铁氧体材料饱和磁化强度的限制,传统毫米波铁氧体器件工作带宽不高。为了适应宽带大功率毫米波传输发射技术的需要,具有高功率容量,高带宽特性的准光隔离器技术被提出。准光隔离器由高斯馈源、匹配镜、极化光栅、法拉第旋转器等一系列准光器件构成,其核心器件是法拉第旋转器。首先,对准光隔离器的整体布局进行分析研究,确定了准光网络的整体布局方案;其次,围绕铁氧体材料的基本特性以及电磁波在铁氧体材料中的传输理论等,使用等效传输线理论分析,对具有多层介质匹配结构的法拉第旋转器开展了快速匹配研究,并结合三维仿真进行多层介质厚度优化设计,完成了宽带法拉第旋转器匹配参数设计;再其次,运用高斯波束的传播理论,对准光光路参数进行理论计算,结合三维电磁仿真,优化整体光路参数;最后,对高斯馈源、极化光栅、介质透镜、法拉第旋转器实物进行加工,搭建准光测试系统,完成小功率准光隔离网络模型小信号参数实验测试。测试结果显示,W波段小功率准光隔离网络模型的工作带宽约为90GHz-98GHz,中... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 微波铁氧体隔离器件概述
        1.2.1 传统隔离技术概述
        1.2.2 准光隔离技术概述
    1.3 国内外发展现状
    1.4 本文主要研究工作及章节安排
第二章 微波铁氧体材料基本理论
    2.1 张量磁导率
    2.2 圆极化波
    2.3 铁氧体中电磁波的传输
    2.4 永久磁铁
    2.5 本章总结
第三章 准光网络布局方案
    3.1 设计原则与步骤
    3.2 整体布局设计
    3.3 本章总结
第四章 法拉第旋转器设计
    4.1 法拉第旋转效应
    4.2 法拉第旋转器结构设计
        4.2.1 法拉第旋转器介质片选取
        4.2.2 电磁匹配计算
        4.2.3 CST仿真验证
    4.3 本章总结
第五章 准光光路设计
    5.1 高斯波束理论
        5.1.1 高斯波束的基本特性
        5.1.2 高斯波束变换
    5.2 波束变换设计
    5.3 准光光路仿真与验证
        5.3.1 GRASP仿真验证
        5.3.2 Feko仿真验证
        5.3.3 优化与分析
    5.4 极化光栅设计
    5.5 本章总结
第六章 实验测试与讨论
    6.1 测试方案
    6.2 测试所用仪器设备
    6.3 相关参数测试
        6.3.1 极化光栅插入损耗测试
        6.3.2 法拉第旋转器旋转角度及插入损耗测试
        6.3.3 准光隔离网络插入损耗测试
        6.3.4 隔离度测试
        6.3.5 输入反射参数测试
    6.4 测试结果分析
    6.5 本章总结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]毫米波G波段的反射式准光环行器[J]. 赵鑫,肖亮,苗俊刚,姜景山.  宇航学报. 2011(10)
[2]SiO2陶瓷复合材料高温介电性能研究[J]. 张亮,金海波,曹茂盛.  稀有金属材料与工程. 2007(S3)
[3]立方氮化硼（cBN）特性综述[J]. 王光祖.  超硬材料工程. 2005(05)
[4]超导和准光铁氧体器件的新近发展（二）——准光铁氧体器件的现状与发展[J]. 潘永吉.  系统工程与电子技术. 1999(05)
[5]超导和准光铁氧体器件的新近发展(一)──铁氧体超导器件的现状与发展[J]. 潘永吉.  系统工程与电子技术. 1999(03)
[6]毫米波应用的准光铁氧体环行器新近发展[J]. 潘永吉.  磁性材料及器件. 1998(05)
[7]磁性材料及器件国内外市场情况[J]. 张熙.  磁性材料及器件. 1993(04)

博士论文
[1]亚毫米波准光单脉冲天馈的理论技术研究[D]. 张龙.东南大学 2016

硕士论文
[1]大功率法拉第旋转器的研究[D]. 李芳.电子科技大学 2017



本文编号：3151171