高功率過模圓波導模式變換研究.pdf

1、在很多的領域上，高功率微波都發(fā)揮著極其重要的作用。高功率微波極大的促進了高功率微波武器、高功率雷達和等離子體加熱等各個方面的發(fā)展。高功率微波（HPM）技術主要包括高功率的定向發(fā)射與傳輸技術、高功率電磁脈沖的產(chǎn)生技術和相對論強流電子束的產(chǎn)生等領域。本論文主要研究的是高功率微波的傳輸系統(tǒng)，它包括模式變換器和模式過渡器，模式變換器主要實現(xiàn)的是一個模式向另外一個模式的轉換，而過渡器實現(xiàn)的是模式的傳輸而不發(fā)生模式的轉換。本文主要是對工作頻率為24

2、.13GHz TE01-HE11模式變換系統(tǒng)進行了研究，并分別討論了 TE01過渡器、TE01-TE11模式變換器以及 TE11-HE11模式轉換器，并對整套系統(tǒng)進行加工測試。
　　本論文主要工作如下：
　　1.根據(jù)麥克斯韋方程組和正交歸一化矢量理論，推導了軸線彎曲的圓波導滿足的耦合波方程以及各模式間的耦合系數(shù)的具體表達式和半徑漸變圓波導所滿足的耦合波方程以及各模式間的耦合系數(shù)的具體表達式。
　　2.根據(jù)上述耦合波方程

3、以及相應的耦合系數(shù)，基于 MATLAB平臺編寫了相關的數(shù)值計算的程序，并通過高頻仿真軟件CST對計算結果進行驗證，數(shù)值計算結果與仿真結果一致性較好。
　　3.通過對半徑漸變圓波導分析，導出了過渡器的設計原理，并設計了一款工作頻率為24.13 GHz的TE01模過渡器，用編寫的MATLAB程序進行數(shù)值計算，同時用CST建模仿真，并進行對比，數(shù)值計算結果與仿真結果一致性良好，并對過渡器進行加工測試。此外還設計了一款工作頻率為27.93

4、 GHz的TE01模90°彎頭，并通過高頻仿真軟件CST對此彎頭進行了相關的建模仿真。
　　4.設計了一款工作頻率為24.13GHz的TE01-TE11模式變換器，通過編寫的MATLAB程序進行數(shù)值計算，并運用高頻仿真軟件CST進行建模仿真分析，將數(shù)值計算結果與仿真結果進行對比分析,并對模式變換器進行了加工測試。
　　5.基于廣義散射矩陣的求解方法設計了一款工作頻率為24.13GHz的TE11-HE11模式變換器。用高頻仿真