高效率紧凑圆波导传输线的研究

发布时间：2017-08-07 04:20

  本文关键词：高效率紧凑圆波导传输线的研究

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【摘要】：高功率微波技术在军事、民用和科学研究等方面都有广阔的应用,是国内外的研究热点。传输系统制约着高功率微波系统性能的发挥,决定了微波能量的有效传输和利用,是整个系统的关键部分,而圆波导传输线(如模式变换器和模式过渡器)又是传输系统中必不可少的器件,因此,研究高效率、紧凑的圆波导传输线对提高整个系统的性能、推动高功率微波技术的发展具有不可替代的作用。本文主要是利用耦合波理论、迭代综合法、非均匀有理B样条(NURBS)技术等关键技术,对圆波导模式变换器和模式过渡器的设计进行理论分析和实验研究。主要工作和研究成果如下:1、研究了最近几年来快速发展的过模圆波导器件的设计方法——迭代综合法。编制了过模弯曲圆波导迭代综合法的计算程序,并用该程序设计了TM01-HE11模式变换器和90度弯曲TE01模式过渡器。计算表明,迭代综合法可以设计出高效、宽带和紧凑的过模圆波导器件。此外,还分析了迭代法在设计过模圆波导器件上的不足。2、为了弥补迭代综合法在设计过模圆波导器件上的不足,本文在耦合波理论的基础上,提出了设计过模圆波导器件的NURBS技术综合方法。采用自行编制的数值计算和优化程序,研制了光顺度较高的90度弯曲TE01模式过渡器和输入输出两端口平行且共轴的TE01-TE11模式变换器并进行实验研究,实验结果与计算结果具有良好的一致性,表明所设计的过模圆波导器件具有高效、宽带和紧凑的性能。3、为了设计结构紧凑、高效率的圆周开槽直波导模式变换器和解决传统设计方法通用性不高的缺点,本文利用NURBS技术和MATLAB调用CST仿真的技术,提出了设计TM11-HE11模式变换器的通用综合方法。采用自行编制的数值计算和优化程序得到最优结构参数,然后研制了这一变换器并进行热测实验,结果表明,用该方法所设计的TM11-HE11模式变换器可以得到良好的HE11模式,与计算结果具有良好的一致性。
【关键词】：高功率微波 圆波导传输线 综合技术 高效率模式变换和传输
【学位授予单位】：桂林电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN814
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• §1.1 高功率微波技术8-10
• §1.2 圆波导模式变换器的研究现状10-11
• §1.3 本论文的主要工作与各章内容简述11-13
• 第二章 圆波导传输线的特性和模式变换的理论基础13-26
• §2.1 圆波导传输线的特性13-17
• §2.1.1 圆波导中波的场分布14-16
• §2.1.2 圆波导的常用工作模式16-17
• §2.2 耦合波理论17
• §2.3 半径渐变圆波导的耦合特性17-19
• §2.3.1 半径渐变圆波导的耦合波方程组17-18
• §2.3.2 半径渐变圆波导的耦合系数18-19
• §2.4 轴线弯曲圆波导的耦合特性19-20
• §2.4.1 轴线弯曲圆波导的耦合波方程19
• §2.4.2 轴线弯曲圆波导的耦合系数19-20
• §2.5 耦合波方程数值求解算法20-25
• §2.6 本章小结25-26
• 第三章 过模弯曲圆波导传输线的迭代综合法设计26-38
• §3.1 引言26
• §3.2 迭代综合法26-29
• §3.3 迭代综合法设计的圆波导器件29-35
• §3.3.1 TM_(01)-HE_(11)模式变换器29-33
• §3.3.2 90度弯曲TE_(01)模式过渡器33-35
• §3.4 迭代综合法在设计上缺点的分析35-37
• §3.5 本章小结37-38
• 第四章 过模弯曲圆波导传输线的NURBS技术综合法设计38-50
• §4.1 引言38
• §4.2 NURBS技术综合法38-41
• §4.3 90度弯曲TE_(01)模式过渡器41-45
• §4.3.1 数值计算41-42
• §4.3.2 结果分析42-45
• §4.4 TE_(01)-TE_(11)模式变换器45-49
• §4.4.1 数值计算45-47
• §4.4.2 实验研究47-49
• §4.5 本章小结49-50
• 第五章 过模圆波导TM_(11)-HE_(11)模式变换器的通用综合法设计50-57
• §5.1 引言50-51
• §5.2 TM_(11)-HE_(11)模式变换器的设计51-56
• §5.2.1 数值计算51-54
• §5.2.2 实验研究54-56
• §5.3 本章小结56-57
• 第六章 结束语57-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 作者在攻读硕士学位期间的主要研究成果64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 李宏福;;弯曲圆波导中模式耦合的研究[J];电子科技大学学报;1991年05期

2 周海京,丁武,刘庆想;VLASOV天线的研究[J];强激光与粒子束;2002年03期

3 王强;周海京;杨春;李彪;赫英毅;;TE_(01)-TE_(11)模式变换器的迭代设计方法[J];强激光与粒子束;2011年11期

4 满家巨,胡事民,雍俊海,孙家广;B-样条曲线的节点去除与光顺[J];软件学报;2001年01期

5 徐刚;谢平;廖勇;;X波段过模弯曲圆波导TM_(01)-HE_(11)模式变换器研究[J];物理学报;2013年07期

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1 牛新建;高功率微波传输线及模式变换研究[D];电子科技大学;2003年

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本文编号：632842