新型高功率微波圆波导模式转换器设计方法的研究

发布时间：2024-05-25 03:51

　　高功率微波模式转换器是高功率雷达、定向能武器等高功率微波系统的重要部件,主要用于将各类高功率微波源的输出模式转化为适用于指定应用场景的微波模式,并保证必要的效能。模式转换效率和功率容量是高功率微波模式转换器的两个重要设计指标。通常的设计需要先得到多组高转换效率的结构参数、再通过比较最大电场值筛选出最优结构,设计效率欠佳。因此,有必要研究一种可根据指定的最大电场值直接设计模式转换器结构的高效设计技术。本文提出了一种基于分段式结构的“解析-迭代优化”高效率设计方法,并成功地用于圆波导轴线弯曲型TM01-TE11模式转换器设计。论文的主要工作包括:1.针对轴线弯曲型TM01-TE11模式转换器,提出了基于“分段式”结构的高效率设计策略。通过分析圆波导中TM01和TE11两模式的功率配比、相位差及两模式混合叠加场的最大电场幅值之间的关系,给出了轴线弯曲型模式转换器中横截面上的最大电场沿弯曲波导轴线的变化规律,明确了轴线弯曲方向反向点处两模式的功率配比与最大电场的关键联系,提出了一种可对模式转换过程中的电场分布进行精细控制的分段式设计策略,即:以轴线弯曲方向的反向点为分段点对模式转换器进行分段,...

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１圆波导和ＴＥ？模式的辐射方向图??针对高功率微波圆波导丁＼１（）１－丁￡１１模式转换器设计这一实际需求，国内外??

?第１章绪论???导ＴＭｍ－ＴＥ？模式转换器是实现该转换的重要器件，也是在各类高功率微波应??用中最常见的系统组成器件，其性能优劣将直接影响高功率微波系统能否工作??在最佳状态。??（ａ）?ＴＭ。，模式的辐射方向图?（ｂ）?ＴＥ？模式的辐射方向图??图１．１圆波导和ＴＥ？模式的辐....

图１．２加载金属脊结构的直线型圆波导ＴＭｍ－ＴＥｕ模式转换器??

?第１章绪论???模式转换器的新颖之处在于通过引入同轴波导ＴＥＭ模式和矩形波导ＴＥ１（）模式，??有效隔离了两圆波导端口、抑制了干扰模式对圆波导端口模式纯度的影响，有??利于在宽频带范围内获得高的模式转换效率。然而上述两种结构内部均存在多??次结构突变，因此不适用于高功率条件下的....

图１．３同轴插板型圆波导ＴＭｄ－ＴＥｕ模式转换器结构示意图??

?第１章绪论???模式转换器的新颖之处在于通过引入同轴波导ＴＥＭ模式和矩形波导ＴＥ１（）模式，??有效隔离了两圆波导端口、抑制了干扰模式对圆波导端口模式纯度的影响，有??利于在宽频带范围内获得高的模式转换效率。然而上述两种结构内部均存在多??次结构突变，因此不适用于高功率条件下的....

图１．５金属插板长度可调的模式转换器结构示意图??

?第１章绪论???随着可调高功率微波源技术的出现，单台源的输出微波频率可实现在更宽??范围内调节［４８］，相应地微波源后端的器件也应具有更宽的频响特性。２０１５年??Ａｓｈｉｓｈ?Ｃｈｉｔｔｏｒａ等人设计了两种加载介质结构的模式转换器［４９］４５１］，基本结构及??内部的电场矢量....

本文编号：3981662