过模波导模式转换器的分析与设计技术研究

发布时间：2018-07-13 12:49

【摘要】：在高功率微波天线系统中,因为内壁光滑的半径渐变的多模馈源能够同时满足高功率容量和良好的辐射特性,所以被广泛的应用。本文以模式匹配理论为基础,编制了用来实现在模式变换方面进行快速分析计算的数值分析计算程序。同时利用Matlab GUI工具对该数值分析软件进行封装,开发了对过模波导模式变换器进行计算分析的可视化平台。在本文中,首先利用这一可视化计算分析软件平台对X波段的喇叭进行了数值计算分析,并将软件平台计算结果与HFSS仿真结果、实验测试结果相比较。结果表明三者具有良好的一致性,直接证明了该计算分析软件平台的准确性。其次,在充分证明该快速分析软件平台的实用性的前提下,以遗传算法为基础,编制了可以实现自适应优化的软件平台。最后,是自适应优化计算平台的应用。首先,将其应用在S波段的高斯喇叭上,并将试验结果与软件计算平台的计算结果、HFSS软件的仿真结果相比较,这个比较结果充分证明了快速分析计算软件平台的有效性。其次,将该软件计算平台应用在EHF波段高功率容量TE11—HE11模式转换器上。为了掌握设计出的模式变换器的具体性能,根据仿真模型加工制作了一个TE11—HE11模式转换器。并利用微波暗室对其辐射方向图进行了详细的测试,通过方向图对比了解HE11模式的纯度。将利用软件平台的理论计算和测试结果相比较,以上三个实验结果都直接且充分的证明了本文设计的计算分析软件和优化分型软件的有效性。由此可见,本文所设计的快速分析软件平台和自适应优化的软件平台都可以在模式转换方面中广泛应用,这为以后的工作提供了极大的便利性,使人们在分析高功率微波馈源时更加方便。
[Abstract]:In the high power microwave antenna system, the multimode feed with a smooth radius of the inner wall can meet the high power capacity and good radiation characteristics, so it is widely used. Based on the theory of pattern matching, a numerical analysis program for fast analysis and calculation in mode transformation is developed. The Matlab GUI tool is used to package the numerical analysis software, and a visualization platform for calculating and analyzing the over mode waveguide mode converter is developed. In this paper, the numerical calculation and analysis of the X band horn are carried out by using this visual calculation analysis software platform, and the results of the software platform calculation and the simulation results of the HFSS are also made. The experimental results are compared. The results show that the three have good consistency, and the accuracy of the software platform is proved directly. Secondly, on the premise of fully proving the practicability of the rapid analysis software platform, a software platform which can realize adaptive optimization is developed on the basis of genetic algorithm. Finally, it is adaptive optimization. First, it is applied to the Gauss horn of the S band, and the results of the test are compared with the results of the software computing platform and the simulation results of the HFSS software. The comparison results fully prove the effectiveness of the fast analysis and calculation software platform. Secondly, the software computing platform is applied to the high power of the EHF band. On the TE11 - HE11 mode converter. In order to master the specific performance of the designed mode converter, a TE11 - HE11 mode converter is manufactured according to the simulation model. The radiation pattern of the HE11 mode is tested in detail with the microwave darkroom. The purity of the HE11 mode is understood by the direction diagram. The software platform will be used. In comparison with the results of calculation and test, the results of the above three experiments are both direct and sufficient to prove the effectiveness of the computational analysis software and the optimized subtyping software designed in this paper. The later work provides great convenience, making it easier for people to analyze high-power microwave feed.
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN822

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本文编号：2119421