緊湊共軸圓波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器研究.pdf

1、高功率微波技術(shù)在軍事和民用方面應(yīng)用廣泛，具有重要的商業(yè)價(jià)值與戰(zhàn)略意義。波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器在高功率微波系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，它能夠?qū)Ω吖β饰⒉ㄔ串a(chǎn)生的微波模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制，達(dá)到微波信號(hào)高效傳輸與定向輻射的目的。論文圍繞圓波導(dǎo)微波模式的轉(zhuǎn)換與輻射問(wèn)題，對(duì)圓波導(dǎo)TM02-TE11模式轉(zhuǎn)換器和圓波導(dǎo)TE11-HE11模式轉(zhuǎn)換器展開(kāi)了理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。
　　提出并研究了一種結(jié)構(gòu)緊湊且輸入輸出共軸的線極化圓波導(dǎo) TM02-TE11模式轉(zhuǎn)換器，其

2、模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)主要由加載在圓波導(dǎo)中的金屬內(nèi)筒和金屬隔板組成。在理論分析的基礎(chǔ)上對(duì)它進(jìn)行了詳細(xì)的仿真與實(shí)驗(yàn)研究。在設(shè)計(jì)頻點(diǎn)9.4 GHz上，該線極化模式轉(zhuǎn)換器輸出的線極化圓波導(dǎo)TE11模式的純度高達(dá)99.6％，估算功率容量為1.66 GW；在9.23~9.83 GHz頻帶范圍內(nèi)其轉(zhuǎn)換效率大于90%。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好。通過(guò)在該線極化模式轉(zhuǎn)換器的輸出圓波導(dǎo)中合理加載聚苯乙烯介質(zhì)板，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)緊湊且輸入輸出共軸的圓極化圓

3、波導(dǎo) TM02-TE11模式轉(zhuǎn)換器。模擬結(jié)果顯示：在設(shè)計(jì)頻點(diǎn)9.4 GHz上，該圓極化模式轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率為94.6%，軸比為1.06；在9.06~9.53 GHz和8.80~9.64 GHz這兩個(gè)頻帶范圍內(nèi)其轉(zhuǎn)換效率分別大于90%和80%，且軸比均小于1.20。
　　深入分析了圓波導(dǎo)中加載徑向雙層介質(zhì)時(shí)微波在其中的傳播特性。在此基礎(chǔ)上，提出并研究了一種結(jié)構(gòu)緊湊且輸入輸出共軸的圓波導(dǎo) TE11-HE11模式轉(zhuǎn)換器，其模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由

4、加載在圓波導(dǎo)中的相對(duì)介電常數(shù)為2.5的聚苯乙烯內(nèi)層介質(zhì)和相對(duì)介電常數(shù)為1.06的聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫包層介質(zhì)組成。模擬結(jié)果表明：在8.2~10.2 GHz頻帶范圍內(nèi)該模式轉(zhuǎn)換器可以輸出高純度的圓波導(dǎo)HE11模式。在該模式轉(zhuǎn)換器的輸出端連接終端開(kāi)口圓波導(dǎo)或小張角圓錐喇叭，分別設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了兩種圓波導(dǎo) TE11-HE11模式轉(zhuǎn)換天線。模擬結(jié)果表明：在較寬頻帶范圍內(nèi)，這兩種模式轉(zhuǎn)換天線 E面和H面的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖在一定波束寬度內(nèi)均具有較高的等化特性。