检索结果-内蒙古大学图书馆

强激光与粒子束 2004年第11期16卷 1421-1424页

作者：刘庆想袁成卫西南交通大学理学院四川成都610031 国防科学技术大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

　提出了一种新型同轴插板式模式变换器,可以实现同轴TEM到圆波导TE11模式的变换。介绍了这种模式变换器的工作原理:即通过在同轴波导中沿轴向插入金属板,将同轴TEM模变换成扇形截面波导TE11模,进而利用不同扇形截面波导中的相移改变电... 详细信息

　提出了一种新型同轴插板式模式变换器,可以实现同轴TEM到圆波导TE11模式的变换。介绍了这种模式变换器的工作原理:即通过在同轴波导中沿轴向插入金属板,将同轴TEM模变换成扇形截面波导TE11模,进而利用不同扇形截面波导中的相移改变电场分布的轴对称性,在同轴波导中形成同轴TE11模,最后将同轴TE11模转换为圆波导TE11模式。基于这一原理设计了一个中心频率为3.8GHz的同轴TEM 圆波导TE11模式变换器,并进行了数值模拟。模拟结果表明:这种模式变换器可以承受高功率,中心频率上转换效率为98.5%,转换效率大于90%的带宽超过10%,在3.5～4.1GHz的频率范围内反射损耗低于0.3dB。

关键词：模式变换器高功率微波同轴波导圆波导

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W波段TE01模式变换器的设计

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微波学报 2015年第S2期31卷 282-284页

作者：刘高峰薛谦忠顾伟中国科学院大学北京101408 中国科学院电子学研究所北京100190

本文设计了一个用于W波段回旋管放大器的矩形波导TE10模-圆波导TE01模的模式变换器【1】,该模式变换器可以高效的将矩形波导的TE10模式转化为圆波导的TE01模式。样品的测试结果与模拟结果极为吻合,测试得出-2d B带宽大于5GHz,可以用于W... 详细信息

本文设计了一个用于W波段回旋管放大器的矩形波导TE10模-圆波导TE01模的模式变换器【1】,该模式变换器可以高效的将矩形波导的TE10模式转化为圆波导的TE01模式。样品的测试结果与模拟结果极为吻合,测试得出-2d B带宽大于5GHz,可以用于W波段回旋管放大器的实验研究。

关键词： W波段回旋管模式变换器带宽

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圆形槽波导-波纹圆形槽波导模式变换器的仿真设计

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微波学报 2010年第2期26卷 70-73页

作者：王善进张莉杨鸿生东莞理工学院电子工程学院东莞523808 惠州学院电子科学系惠州516015 东南大学电子科学与工程学院毫米波国家重点实验室南京210096

应用基于有限元方法的仿真软件HFSS,分析和设计了圆形槽波导-波纹圆形槽波导模式变换器。变换器由具有渐变波纹深度的波纹圆形槽波导构成,可实现TE11到HE11的模式转换。分析表明,变换器的长度和第一个波纹的深度是影响其性能的主要因数... 详细信息

应用基于有限元方法的仿真软件HFSS,分析和设计了圆形槽波导-波纹圆形槽波导模式变换器。变换器由具有渐变波纹深度的波纹圆形槽波导构成,可实现TE11到HE11的模式转换。分析表明,变换器的长度和第一个波纹的深度是影响其性能的主要因数。在保持变换器优化长度不变的条件下,调整波纹周期、增加波纹数目和波纹宽度对改善变换器的性能效果不明显。所设计的具有5个渐变深度波纹的模式变换器,在中心频率36GHz上回损可达30dB。变换器实测的结果与仿真分析之结论吻合较好。

关键词：圆形槽波导波纹圆形槽波导模式变换器

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渐变结构TE_(11)~0-TE_(11)^({})模式变换器

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微波学报 1997年第3期13卷 230-233,273页

作者：黄学军娄维鸿马江镭杨鸿生东南大学毫米波国家重点实验室南京210096

本文介绍了一种新的渐变截面TE110-TE11{}模式变换器，并采用有限元法及耦合模理论对变换器进行了理论分析。实验测试表明，在12．5～18．0GHz的频率范围内，变换器的电压驻波比小于1.2，而且测试曲线与理论计算曲线有较好的吻合。

关键词：毫米波回旋管圆形槽波导模式变换器

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W波段VLASOV准光模式变换器的数值模拟

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河南科技大学学报（自然科学版） 2010年第5期31卷 40-43页

作者：宋刚永俞宁聂开俊于新华江苏省电子产品装配制造工程技术研究开发中心江苏淮安223003 电子科技大学物理电子学院四川成都610054

在准光近似理论基础上,以输入模式TE03、频率94GHz的VLASOV模式变换器为研究对象,分析了建模过程,得到了VLASOV模式变换器数模型参数;通过数值模拟,对VLASOV模式变换器中的模式转换及辐射过程进行了物理描述,数值模拟结果表明:辐射波束... 详细信息

在准光近似理论基础上,以输入模式TE03、频率94GHz的VLASOV模式变换器为研究对象,分析了建模过程,得到了VLASOV模式变换器数模型参数;通过数值模拟,对VLASOV模式变换器中的模式转换及辐射过程进行了物理描述,数值模拟结果表明:辐射波束具有明显的方向性,波束明显变窄锐化,主瓣增益高达到29.46dB,能量主要集中在主瓣上,旁瓣增益较低,辐射效率为87.36%。

关键词：高功率微波模式变换器 W波段 VLASOV 数值模拟

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太赫兹回旋管模式变换器及同轴输出结构的研究

太赫兹回旋管模式变换器及同轴输出结构的研究

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作者：陈浩电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着太赫兹技术的发展,回旋管作为目前功率最高的太赫兹源受到广泛的重视。而作为回旋管重要组成部分的模式变换器及其输出结构,它的优劣直接影响太赫兹源的性能。本文提出了0.22THz回旋管的模式变换器及同轴输出结构,主要研究... 详细信息

近年来,随着太赫兹技术的发展,回旋管作为目前功率最高的太赫兹源受到广泛的重视。而作为回旋管重要组成部分的模式变换器及其输出结构,它的优劣直接影响太赫兹源的性能。本文提出了0.22THz回旋管的模式变换器及同轴输出结构,主要研究工作和创新点如下: 一、我们研制的220GHz回旋管模式变换器件,采用不规则光滑圆波导作为载体。首先本文从耦合波理论着手,利用正交函数的展开理论,将波导内的场展开为电波和磁波“驻波”的级数形式,导出传输线方程组,通过耦合波传输线方程组导出耦合波方程组及相应耦合系数的一般表达式。当计算某一具体轴线弯曲或变截面波导时带入相应的数值,就可以得到具体的耦合系数表达式和耦合波方程组,从而得到TE0,n-TE0,n-1、TE01-TE11实现函数。二、在得到函数方程后,采用半径周期渐变和蛇形线微扰的几何结构可实现TE03-TE01、TE01-TE11的模式变换,再利用CST进行结构优化,即可找到最优转换结构。通过理论分析和计算机模拟,设计出了直径为5mm、220GHz太赫兹波段回旋管模式变换输出结构。在TE03-TE01、TE02-TE01模式变换输出部分,采用半径渐变波导几何结构,在TE01-TE11部分,采用蛇行线微扰的几何结构。重点计算了其S21参数,带宽,增益等。通过软件HFSS/CST的优化分析,并且采用相位重匹配技术,我们实现了直径为5mm、220GHz太赫兹波段回旋管模式变换器的高效转换输出,此结果对以后进一步发展220GHz及更高频率的回旋管太赫兹源模式变换器提供了的参考依据。三、设计了225GHz同轴回旋管输出结构,自输出腔引入的TE03通过此结构后以圆波导的形式进入输入窗,从而经过输出窗向外辐射出去,本文结合输出腔的特性分析,同轴波导传输线TE波场方程,数值模拟了225GHz回旋管同轴输出结构内轴不同半径、长度与输出效率、带宽的关系。通过理论分析与数值模拟,我们得到外轴半径、长度一定时,内轴半径越小其输出效率和带宽越大;同样内外轴长度之差满足nλz/2（n=1,2,3,……）时反射越小,传输效率越高带宽越大。由此模拟结果得到内外轴半径分别为0.5mm、10mm,截断长度分别为9λz/2的TE03同轴-圆波导模式变换输出结构,中心频率处传输效率高达99.98%,几乎完全传输,传输效率为96.2%时的频带为3.974 GHz,接近4个GHz。此结果充分满足了实际加工与实验的要求,为研制225GHz回旋管提供了依据。

关键词：太赫兹波回旋管电子回旋脉塞耦合波理论模式变换器相位重匹配同轴输出腔

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运用于激光器的圆TE01模式变换器的研究

运用于激光器的圆TE01模式变换器的研究

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作者：石登施中国科学院大学

学位级别：硕士

相比于传统的激光器，等离子体激光器是一种由处于等离子体态的自由电子以集合式发光的新型高功率激光器。它具有高效率，高功率，可调谐范围广等一系列优良特性而备受人们的格外重视。微波是等离子体激励的方法之一，激光器中，利用微... 详细信息

相比于传统的激光器，等离子体激光器是一种由处于等离子体态的自由电子以集合式发光的新型高功率激光器。它具有高效率，高功率，可调谐范围广等一系列优良特性而备受人们的格外重视。微波是等离子体激励的方法之一，激光器中，利用微波激励的方式称为微波等离子体激光器。本文对微波等离子体激光器提出了一种新的激励方法:利用圆TE01模的微波作用于气体激光器谐振腔内的工作物质，激励出均匀分布的等离子体辉光放电，作为激光器的激励源。由于圆TE01模通常由矩形TE10模变换得到。因此研究能运用于微波等离子体激光器的矩形TE10模到圆TE01模的模式变换器尤为重要。　　根据现有波导模式变换器的结构，本文先后对T型结构圆波导TE01模式变换器和同轴扇形渐变结构圆波导TE01模式变换器进行了研究。分别对其原理进行了详细分析，并且建模仿真，分析其性能。T型结构圆波导TE01模式变换器具有约0.8GHz的带宽，在3.25-3.75GHz频率范围内，矩形TE10模到圆TE01模的转换效率高达90％以上;而同轴扇形渐变结构圆波导TE01模式变换器的带宽大约只有200MHz，在3.40-3.60GHz频率范围内，矩形TE10模到圆TE01模的转换效率在80％以上。虽然T型结构圆波导TE01模式变换器具有更宽的带宽和转换效率，但考虑到矩形TE20模与圆TE01模的耦合方式不利于将圆波导设置为激光器的谐振腔，因此最终采用同轴扇形渐变结构圆波导TE01模式变换器来设计激光器，并且加工出实物，进行了微波等离子体激光器实验。从实验结果，可以观察到激光器的谐振腔内有明显的等离子体辉光放电现象，并且在等离子体辉光放电比较好的情况下，输出了激光。但是也存在辉光不均匀的现象，最后对此结果进行了分析。

关键词：微波等离子体激光器圆TE01模谐振腔模式变换器辉光放电现象

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基于基片集成波导的TE10-TE01模式变换器

基于基片集成波导的TE10-TE01模式变换器

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作者：古勇电子科技大学

学位级别：硕士

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,简称SIW)是近年来出现的一种集成于介质基片中的具有低插损、低辐射、高功率容量等特性的新型导波结构。它的导波特性和传统的矩形波导类似,所以由其构成的部件及子系统具有高Q值、高功率... 详细信息

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,简称SIW)是近年来出现的一种集成于介质基片中的具有低插损、低辐射、高功率容量等特性的新型导波结构。它的导波特性和传统的矩形波导类似,所以由其构成的部件及子系统具有高Q值、高功率容量、易与其它平面电路和芯片集成等优点,可以广泛地应用于微波和毫米波电路中。因此,能用金属波导实现的器件如功分器、滤波器、天线等,都可以用基片集成波导来实现。同时由于整个结构完全为介质基片上的金属化通孔阵列所构成,所以这种结构可以利用普通PCB工艺、LTCC工艺、甚至薄膜电路工艺精确实现。与传统的波导形式微波毫米波器件的加工成本相比,基片集成波导微波毫米波器件的加工成本十分低廉,非常适合微波毫米波电路的集成设计和制作。本文设计了基于基片集成波导技术的TE10-TE01模式变换器。主要工作分为以下几个部分,一是设计和研制一种新型的波导到SIW的对脊鳍线转换器,这种转换器在Ka波段和W波段都得到了较好的仿真结果,能够很好的实现矩形波导到基片集成波导的电场方向的转换；二是根据波导模式变换器设计理论和实践,设计了基于基片集成波导的新型矩形波导TE10——圆波导TE01模式变换器,利用设计的新型对脊鳍线转换器可以很好的实现模式变换器中电场方向的转换并实现模式的变换；三是分析基于基片集成波导的Y型和T型功率分配器的优缺点,将Y型和T型功率分配器结合起来设计和研制适合本文应用的功率分配器,设计出的新型四路功率分配器在频段90GHz～100GHz之间,回波损耗优于15 dB,插入损耗小于7.42 dB,输出端口之间的隔离度在13.4dB～15.4dB之间；四是整合对脊鳍线转换器、模式变换器、功率分配器,整个模式变换器在频段91 GHz-97.5GHz之间的回波损耗优于15dB,插入损耗小于1.5dB。

关键词：基片集成波导对脊鳍线转换器模式变换器功率分配器

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同轴式圆波导TM01-TE11模式变换器的研究

同轴式圆波导TM01-TE11模式变换器的研究

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作者：唐世荣电子科技大学

学位级别：硕士

高功率微波（HPM）是微波技术的重要研究领域之一,而模式变换和控制装置是高功率微波器件的一个重要组成部分。多数高功率微波源,如虚阴极振荡器、相对论返波管和相对论速调管振荡器等都具有旋转对称结构,其输出电磁场的场结构均是具有... 详细信息

高功率微波（HPM）是微波技术的重要研究领域之一,而模式变换和控制装置是高功率微波器件的一个重要组成部分。多数高功率微波源,如虚阴极振荡器、相对论返波管和相对论速调管振荡器等都具有旋转对称结构,其输出电磁场的场结构均是具有旋转对称性的TM0n。TM0n模式输出端口的远场方向图为环状,不利于电磁场的传输和定向发射,需变换成TE11或EH11等线极化模式。本文采用介质填充的方法成功研制了C波段功率容量大于1GW,输入输出同轴的圆波导TM01-TE11模式变换器。其主要工作包括变换器电磁结构的设计及其可行性的论证,填充介质的电磁特性对变换器长度和工作带宽影响的研究,应用复功率守恒技术计算探针溃入圆波导的归一化功率和实验室条件下模式变换器样件冷测实验的研究。本文的主要工作如下: （1）采用介质填充和非对称双半圆的方法,设计了输入输出同轴的圆波导TM01-TE11变换器物理模型。为了完成圆波导中TM01-TE11模式的同轴变换,必须利用突变波导改变电磁场的边界条件,达到改变电磁模式的目的。通常情况下,人们常用的同轴变换结构有短路法、插板式和慢波式三种。本文采用介质填充和非对称双半圆的方法获得两半圆波导内TE11模式的半周期相差,最终实现圆波导TM01-TE11模式同轴变换的物理模型,对这两种物理模型作了严格的理论分析,并证明了这其理论上的可行性。（2）完成了介质材料的介电常数对变换器长度和工作带宽的影响的研究。采用矢量叠加的方法对模式变换器物理模型做了理论分析,发现了波导中填充介质材料的介电常数越大,变换器的长度越小,工作带宽越窄的结论。模拟仿真得出的结果与理论分析基本一致。（3）利用CST,HFSS软件对变换器模型进行模拟和优化,得出了工作在C波段和Ka波段的变换器在最佳变换效率和带宽时,模型主要物理量的参数值,并估算得出变换器的功率容量。（4）为了证明理论和模拟的正确性,我们在模拟的基础上进行了详尽的实验研究。轴探针TEM在圆波导中激励可得实验所需的TM01模式,采用吸波的方法满足变换器的辐射边界条件。先应用复功率守恒原理结合广义散射矩阵技术对圆波导中TM0n多模激励及选模的问题进行了严格的全波分析,得到了同轴探针的反射系数和圆波导中激励出的TM0n模归一化功率分布,并研究了不同频率下同轴探针长度对激励模式的影响。计算出探针激励的TM01模归一化功率最高时,所对应的探针长度。可以用适量网络分析仪测量出变换器反射系数S11并与模拟时的S11相对比较,发现两者结果基本一致。

关键词：模式变换器同轴介质填充 TM01-TE11 复功率守恒技术

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基于回旋管外接的模式变换器链路设计

基于回旋管外接的模式变换器链路设计

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作者：付晨阳电子科技大学

学位级别：硕士

在现代的毫米波通信、相控阵雷达和广播卫星无线系统通信中,为了高效率的传输、发送和测量高功率微波,高效率的模式变换器起到了首要和关键的作用,因此模式变换器的设计受到了人们广泛的关注。本文将对两种模式变换器的设计进行研究。... 详细信息

在现代的毫米波通信、相控阵雷达和广播卫星无线系统通信中,为了高效率的传输、发送和测量高功率微波,高效率的模式变换器起到了首要和关键的作用,因此模式变换器的设计受到了人们广泛的关注。本文将对两种模式变换器的设计进行研究。本文的研究内容主要包括以下几个方面:1.对于本文的理论部分进行了介绍,通过耦合传输线方程组来导出耦合波方程组,采用正交函数的展开理论形成了耦合波理论。对于弯曲圆波导模式变换器进行了简化理论分析,推导出了模式变换器的输出功率表达式、两种模式之间的耦合系数和耦合临界角。接着对于单级突变结构波导和两级突变结构波导进行了分析,由公式推导了它们散射矩阵的具体值。2.根据弯曲圆波导耦合理论和规则圆波导突变结构模式匹配法,第三章利用MATLAB软件编写的相关数值计算程序得到波导模式转换结构的优化参量,并依此为基础设计了一个工作在24.13GHz的TE01-HE11圆波导模式转换器,该系统主要由三部分组成:一个TE01-TE01的过渡器,TE01-TE11和TE11-HE11的圆波导模式转换器。然后使用CST软件对模型进行了仿真和验证,并且对实物进行了加工。通过实物冷测的结果表明,该模式转换系统频率有5%的带宽、转换效率超过了99%。计算结果、仿真结果和实物冷测结果是一致的。3.轴线弯曲过模圆波导模式转换器是一种非常复杂的器件,针对回旋行波管（输出功率在100-200kW的TE0n模）高功率过模输出的特点。第四章以TM11模为中介模式,设计了一种TE01-HE11高功率模式轴线弯曲过模圆波导转换器。首先介绍了轴线弯曲TE01模的直角波导,然后分别说明和设计了轴线正弦弯曲结构TE01-TM11模式转换器和波导圆周开槽TM11-HE11模式转换器。经过加工测量,模式转换器的转换效率在33GHz到37GHz的频段范围之内都大于99%,性能良好,达到了预期的目标。最后还对功率容量进行了分析。最后,对本论文的工作进行了总结和归纳,提出了几点改进的方法,并且对今后的工作进行了展望。

关键词：耦合波方程组高功率微波模式变换器

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