双频高功率微波合成技术研究

发布时间：2020-05-12 12:30

【摘要】：高功率微波(HPM)指的是频率在0.1~300GHz,输出功率大于一百兆瓦的电磁波。自二次大战以来,HPM技术在军事应用的牵引下得到了飞速的发展。随着应用领域和功能的不断扩展,对HPM功率水平的要求日益增加。单个HPM源受到物理机制以及工艺条件的约束存在上限,功率合成是解决上述问题,满足应用系统发展要求的重要技术途径。利用频率特性差异的非相干功率合成是HPM合成技术的核心发展方向之一,国内外学者开展了大量的研究工作。然而当前此类研究的重点多为同频段内相近的两个或者多个频点之间的合成,而对诸如X波段和Ku波段这种跨越几乎一个倍频的同极化非相干HPM功率合成鲜有报道。本文针对X和Ku波段的同极化HPM合成技术开展研究,首先归纳了国内外对高功率微波合成技术的研究现状,详细分析并给出了这种跨波段双频合成的可能技术途径,对合成技术的核心器件高功率容量双工器做了深入的研究,提出了X、Ku波段非相干合成链路的初步设计方案,论文研究并克服了以下几个具体的难题:1、通过对比圆波导与同轴波导的传输特性,指出同轴波导在模式隔离方面的优势,并利用特定内外半径比的同轴波导结构解决了过模滤波器设计中功率容量与模式竞争的技术矛盾;2、通过对比同轴波导中TEM模式与高阶模式的色散特性,指出通过改变同轴内导体半径,改变高阶模式传播常数,调谐高阶模式谐振频率的方法解决了过模滤波器寄生通带抑制问题;3、从功率容量与滤波器腔体Q值之间的物理关系出发,提出通过降低Q值,增大各谐振腔之间的耦合量,适当扩展工作带宽的方法,进一步提高了滤波器的功率容量;4、利用过模径向波导的角向对称传输特性,实现了X、Ku波段高效率合成器的设计,克服了传统分支波导合成结构带来的高阶模式寄生问题。最终设计的双工器较好地实现了X、Ku波段链路共口径合成。其中X波段输入通道在8~8.5GHz上回波损耗大于19dB,插入损耗小于0.5dB,对Ku波段电磁波的隔离度能做到39dB以上,功率容量大于1GW;Ku波段的输入通道在14.9-15.3GHz上回波损耗大于20dB,插入损耗小于0.5dB,对X波段电磁波的隔离度能做到55dB以上,功率容量大于0.5GW。
【图文】：

1-1 S 波段 GW 级磁控管功率合成示意学石成才等人对相对论返波管的两个相同的相对论返波管放在一的形状如图 1-3 所示，其中耦合两个相对论返波管通过互耦等同输出功率比单管单独工作时输出 1-2 S 相对论返波管相干合成示意图

电子科技大学硕士学位论文图 1-1 S 波段 GW 级磁控管功率合成示意图[1大学石成才等人对相对论返波管的相干，将两个相同的相对论返波管放在一起，合孔的形状如图 1-3 所示，其中耦合孔缝面，，两个相对论返波管通过互耦等同锁相，总输出功率比单管单独工作时输出的
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN015

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李阳梅;张晓萍;张强;党方超;;类τ型同频率高功率微波功率合成器的设计[J];微波学报;2014年S1期

2 宋玮;黄文华;李佳伟;史彦超;邓昱群;陈昌华;邵浩;苏建仓;孙钧;;高功率微波合成技术进展[J];现代应用物理;2014年01期

3 石成才;刘大刚;蒙林;;互耦相对论返波管等同锁相和功率放大的粒子模拟[J];强激光与粒子束;2012年01期

4 方进勇;黄惠军;张治强;张晓微;张黎军;张庆元;郝文析;黄文华;江伟华;;X波段百兆瓦级高功率微波合成器设计及实验研究[J];物理学报;2011年08期

5 王琦;;基于散射参数法的波导滤波器设计[J];无线电工程;2011年06期

6 李国林;舒挺;袁成卫;王挺;张军;;基于过模波导的高功率微波准相干功率合成器[J];强激光与粒子束;2010年11期

7 张强;袁成卫;刘列;;一种T形高功率微波功率合成器[J];强激光与粒子束;2010年10期

8 任学尧;陈星;;随机相位微波功率的空间合成效率[J];强激光与粒子束;2009年07期

9 张文赋;刘长军;吴金国;赵丽蓉;;一种双频微波功率合成器的设计与实现[J];信息与电子工程;2007年06期

10 张同超;鞠铭;葛寿兵;;波导带通滤波器的精确设计和快速优化[J];光纤与电缆及其应用技术;2006年02期

相关硕士学位论文 前2条

1 邓攀;微波小型化滤波器和双工器研究[D];电子科技大学;2012年

2 张贞鹏;抑制寄生通带滤波器技术[D];电子科技大学;2010年

本文编号：2660224