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X波段过模弯曲圆波导TM01-HE11模式变换器研究

徐刚 谢平 廖勇

X波段过模弯曲圆波导TM01-HE11模式变换器研究

徐刚, 谢平, 廖勇
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  • 在波束波导和反射面天线的馈源应用中, 为了产生低副瓣且方向图等化的高斯波束, 需要将高功率微波转换为准高斯模HE11模辐射. 本文利用弯曲圆波导可同时从TM01模产生TE11模和TM11模的原理, 提出了采用双弯曲过模圆波导结构直接将TM01转换为HE11的模式变换器, 避免了常规微波领域中首先将TM01转换为TE11再用波纹式或半径渐变式TE11-HE11转换器转换为准高斯波束功率容量不足或尺寸过长的不足. 基于模式耦合理论和Taguchi优化算法对模式变换器的弯曲半径、相移直端长度及引入位置进行了优化, 使输出的TE11和TM11成一定比率, 以组成HE11模式, 并对设计的模式变换器进行了全电磁波仿真分析, 结果表明输出波束的标量高斯含量在9.05–9.8 GHz范围内均高于99%, 理论功率容量可达4.5 GW.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划、中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2012B0402067)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-05
  • 修回日期:  2012-11-21
  • 刊出日期:  2013-04-05

X波段过模弯曲圆波导TM01-HE11模式变换器研究

  • 1. 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 高功率微波技术重点实验室, 绵阳 621900
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划、中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2012B0402067)资助的课题.

摘要: 在波束波导和反射面天线的馈源应用中, 为了产生低副瓣且方向图等化的高斯波束, 需要将高功率微波转换为准高斯模HE11模辐射. 本文利用弯曲圆波导可同时从TM01模产生TE11模和TM11模的原理, 提出了采用双弯曲过模圆波导结构直接将TM01转换为HE11的模式变换器, 避免了常规微波领域中首先将TM01转换为TE11再用波纹式或半径渐变式TE11-HE11转换器转换为准高斯波束功率容量不足或尺寸过长的不足. 基于模式耦合理论和Taguchi优化算法对模式变换器的弯曲半径、相移直端长度及引入位置进行了优化, 使输出的TE11和TM11成一定比率, 以组成HE11模式, 并对设计的模式变换器进行了全电磁波仿真分析, 结果表明输出波束的标量高斯含量在9.05–9.8 GHz范围内均高于99%, 理论功率容量可达4.5 GW.

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