模式转换器耦合波方程组的微波网络矩阵解法

求解具有边值条件的耦合波微分方程组是研究变截面波导或弯曲波导模式转换器的基本方法。利用微波网络理论,给出了一种求解边值条件耦合波微分方程组的新方法,以简化求解过程,并使得解的物理意义更加明确。对于一个考虑了N个微波模式相互作用的耦合波微分方程组,通过分别赋予其2N个不同的初值条件并求解,可得到该方程组所描述模式转换器的传输矩阵和散射矩阵,进一步利用散射矩阵可得到给定边值条件下微分方程组的解。     

Ku波段高功率TM0n-TM01混合模式转换器设计(高功率微波专题组稿)*

由于过模Ku波段高功率微波返波管通常输出TM0n混合模式,在保证较高能量转换效率的条件下,难以同时兼顾其输出模式的纯度,而辐射终端为达到理想发射效果则要求单一模式馈入,这就给输出混合模式微波源的实际应用带来困难。针对这一技术难点,本文提出了一种结构紧凑的TM0n-TM01（n ≤ 3）混合模式转换器的设计方法,可以实现在高功率容量条件下,较宽频带范围内,高效地将TM0n混合模式转换为单一的TM01模,降低了此类高频段HPM源模式纯化设计的难度。     

伏拉索夫模式变换器数值计算

为给伏拉索夫 (Vlasov)模式变换器的设计提供一种理论计算的方法 ,通过建立模型 ,利用矢量绕射理论经多步计算获得了Vlasov辐射器的辐射场 ,并进一步计算了该辐射场经抛物柱面反射后的场分布。数值计算与实验结果吻合良好 ,可作为Vlasov模式变换器设计和分析的工具。     

Ku波段高功率TM0n-TM01 混合模式转换器设计

由于过模Ku波段高功率微波返波管通常输出TM0n混合模式,在保证较高能量转换效率的条件下,难以同时兼顾其输出模式的纯度,而辐射终端为达到理想发射效果又要求单一模式馈入,这就给输出混合模式微波源的实际应用带来了困难。针对这一技术难点,提出一种结构紧凑的TM0n-TM01(n≤3)混合模式转换器的设计方法,实现在高功率容量条件下和较宽频带范围内,高效地将TM0n混合模式转换为单一的TM01模,降低了此类高频段高功率微波源模式纯化设计的难度。     

同轴插板式模式转换器反射特性

同轴插板式模式转换器是一种新型高功率微波TEM-TE11模式转换器。回顾了模式转换器中的模式转换过程,通过分析不同模式转换过程中波导不连续性结构的反射特性,得到了模式转换器总的反射特性。指出不连续性结构将在输入口形成同轴TEM和同轴TE11反射模;通过选择模式转换器的内外径尺寸可以消除TE11反射模;通过在输入口引入匹配金属杆和合理设计内导体末端锥体结构可以减小TEM反射模。     

高功率微波TM01模式移相器

研制了一种新型的TM01模式高功率微波移相器,这种移相器通过两个十字交叉圆极化器结构可以将高功率微波输出相位进行0°~360°的调节。对构成这种移相器的TE11圆极化器及移相器的电磁特性通过电磁仿真软件CST进行了仿真,仿真结果表明此移相器可以对1.75GHz的TM01模式进行0°~360°调节,并且误差不超过1°,在0°~360°调节范围内的传输效率均大于97%,且功率容量大于4.3GW。     

高功率微波径向线连续横向枝节阵列天线设计

为了实现Ku波段高功率微波的定向发射,研究并设计了新型高功率径向线连续横向枝节阵列天线。该天线采用圆极化同轴TE₁₁模式进行馈电,经双层径向线波导传输后,通过连续横向枝节单元向外辐射。天线工作在驻波模式,相邻两圈缝隙的径向间距为一个波导波长,在上层径向线末端放置短路金属杆,金属杆表面到最内侧缝隙的径向间距为半个波导波长,整个天线具有较高的增益和功率容量。仿真研究了一个工作在14.25 GHz的天线,天线的高度为80 mm,半径为285 mm。仿真结果表明:该天线具有35.3 dBi的增益和47%的口径效率,反射系数小于-25 dB,辐射效率超过99.0%,同时具有吉瓦级的功率容量。