【摘要】：高功率微波(HPM)指的是頻率在0.1~300GHz,輸出功率大于一百兆瓦的電磁波。自二次大戰(zhàn)以來,HPM技術(shù)在軍事應(yīng)用的牽引下得到了飛速的發(fā)展。隨著應(yīng)用領(lǐng)域和功能的不斷擴展,對HPM功率水平的要求日益增加。單個HPM源受到物理機制以及工藝條件的約束存在上限,功率合成是解決上述問題,滿足應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展要求的重要技術(shù)途徑。利用頻率特性差異的非相干功率合成是HPM合成技術(shù)的核心發(fā)展方向之一,國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究工作。然而當(dāng)前此類研究的重點多為同頻段內(nèi)相近的兩個或者多個頻點之間的合成,而對諸如X波段和Ku波段這種跨越幾乎一個倍頻的同極化非相干HPM功率合成鮮有報道。本文針對X和Ku波段的同極化HPM合成技術(shù)開展研究,首先歸納了國內(nèi)外對高功率微波合成技術(shù)的研究現(xiàn)狀,詳細(xì)分析并給出了這種跨波段雙頻合成的可能技術(shù)途徑,對合成技術(shù)的核心器件高功率容量雙工器做了深入的研究,提出了X、Ku波段非相干合成鏈路的初步設(shè)計方案,論文研究并克服了以下幾個具體的難題:1、通過對比圓波導(dǎo)與同軸波導(dǎo)的傳輸特性,指出同軸波導(dǎo)在模式隔離方面的優(yōu)勢,并利用特定內(nèi)外半徑比的同軸波導(dǎo)結(jié)構(gòu)解決了過模濾波器設(shè)計中功率容量與模式競爭的技術(shù)矛盾;2、通過對比同軸波導(dǎo)中TEM模式與高階模式的色散特性,指出通過改變同軸內(nèi)導(dǎo)體半徑,改變高階模式傳播常數(shù),調(diào)諧高階模式諧振頻率的方法解決了過模濾波器寄生通帶抑制問題;3、從功率容量與濾波器腔體Q值之間的物理關(guān)系出發(fā),提出通過降低Q值,增大各諧振腔之間的耦合量,適當(dāng)擴展工作帶寬的方法,進一步提高了濾波器的功率容量;4、利用過模徑向波導(dǎo)的角向?qū)ΨQ傳輸特性,實現(xiàn)了X、Ku波段高效率合成器的設(shè)計,克服了傳統(tǒng)分支波導(dǎo)合成結(jié)構(gòu)帶來的高階模式寄生問題。最終設(shè)計的雙工器較好地實現(xiàn)了X、Ku波段鏈路共口徑合成。其中X波段輸入通道在8~8.5GHz上回波損耗大于19dB,插入損耗小于0.5dB,對Ku波段電磁波的隔離度能做到39dB以上,功率容量大于1GW;Ku波段的輸入通道在14.9-15.3GHz上回波損耗大于20dB,插入損耗小于0.5dB,對X波段電磁波的隔離度能做到55dB以上,功率容量大于0.5GW。
【圖文】：

1-1 S 波段 GW 級磁控管功率合成示意學(xué)石成才等人對相對論返波管的兩個相同的相對論返波管放在一的形狀如圖 1-3 所示，其中耦合兩個相對論返波管通過互耦等同輸出功率比單管單獨工作時輸出 1-2 S 相對論返波管相干合成示意圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 1-1 S 波段 GW 級磁控管功率合成示意圖[1大學(xué)石成才等人對相對論返波管的相干，將兩個相同的相對論返波管放在一起，合孔的形狀如圖 1-3 所示，其中耦合孔縫面，，兩個相對論返波管通過互耦等同鎖相，總輸出功率比單管單獨工作時輸出的
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN015

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2660224