基于S波段新型宽带高功率波导定向耦合器的研究与设计

发布时间：2017-04-29 12:01

  本文关键词：基于S波段新型宽带高功率波导定向耦合器的研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：定向耦合器被广泛应用于微波的各个领域,微波技术的发展对宽带微波大功率定向耦合器的要求也越来越高。波导以其功率容量大、加工简便等特点成为大功率定向耦合器的设计基础。同时,脊波导以其高频带、高截止波长等特点,也已成为拓展波导定向耦合器带宽的重要技术手段之一。本文主要从能够承受大功率和能够实现宽频带两个方面考虑,研究并设计三种基于S波段的新型异种传输线的定向耦合器。本文的主要工作可以概括为以下几点：1.研究了常见定向耦合器的结构、类型、带宽性能以及功率容量;对本文设计过程中所涉及到的波导结构：矩形波导、单脊波导、STSG (Single T-septum Guide)波导、脊圆波导等结构的特性进行分析：对定向耦合器的基本参数和工作原理进行研究。2.对使用宽边耦合的“矩形波导-脊波导”定向耦合器进行设计,分别采用单脊波导、STSG-单T型膜片波导两种结构作为副传输线,设计出两种新型定向耦合器。研究了孔壁间距、耦合孔形状(方形孔、三角形孔、圆形孔)、T型膜片参数对定向耦合器带宽和方向性的影响。研究表明,方形孔具有较好的宽带特性；改变T型膜片参数会影响耦合度的平坦性和幅值。经验证,两种定向耦合器比传统定向耦合器的带宽有明显提升。3.对使用窄边耦合的“矩形波导-脊圆波导”定向耦合器进行设计,分析圆波导内加脊和脊的位置对定向耦合器耦合强度的影响,此外,研究了等孔径圆孔、切比雪夫孔、等孔径方孔、等差方孔等四种耦合孔分布对耦合器性能的影响。4.分析了在输入功率为60KW时,三种波导定向耦合器的功率容量。
【关键词】：S波段 大功率 宽带 加脊波导 定向耦合器
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN622
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-16
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 研究方法和手段14
• 1.4 本文的主要内容14-16
• 2 基本理论与方法16-33
• 2.1 矩形波导16-19
• 2.1.1 矩形波导的场分布16-17
• 2.1.2 矩形波导的传输特性17-18
• 2.1.3 TE_(10)模场分布及传输特性18-19
• 2.1.4 矩形波导的传输功率19
• 2.2 脊形波导19-23
• 2.2.1 脊波导的类型19-21
• 2.2.2 截止频率21-22
• 2.2.3 主模工作带宽22-23
• 2.3 定向耦合器的基本参数23-24
• 2.4 小孔耦合理论24-28
• 2.4.1 小孔衍射理论24-26
• 2.4.2 相位叠加原理26-28
• 2.5 波导定向耦合器的设计原理28-33
• 2.5.1 单孔波导定向耦合器28-30
• 2.5.2 多孔波导定向耦合器30-33
• 3 矩形波导-脊波导定向耦合器的设计33-54
• 3.1 小孔尺寸、厚度、个数对耦合度的影响33-38
• 3.2 矩形波导-单脊波导定向耦合器的设计38-46
• 3.2.1 孔壁间距的设计39-41
• 3.2.2 小孔形状的设计41-44
• 3.2.3 设计结果44-46
• 3.3 矩形波导-STSG定向耦合器的设计46-51
• 3.3.1 STSG波导46-48
• 3.3.2 T-septum的宽度和高度设计48-49
• 3.3.3 设计结果49-51
• 3.4 功率容量分析51-53
• 3.5 本章小结53-54
• 4 矩形波导-脊圆波导定向耦合器的设计54-66
• 4.1 脊的位置和数量探究55-56
• 4.2 脊的参数对耦合度的影响56-59
• 4.3 耦合孔分布的设计59-62
• 4.4 设计结果62-63
• 4.5 功率容量分析63-64
• 4.6 本章小结64-66
• 5 结论66-67
• 参考文献67-70
• 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果70-72
• 学位论文数据集72

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