【摘要】：多模喇叭具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、帶寬較寬、損耗低、功率容量大、加工方便等優(yōu)點(diǎn),且可根據(jù)實(shí)際需要獲得軸對(duì)稱的輻射方向圖,因此被廣泛應(yīng)用于微波毫米波及準(zhǔn)光天饋系統(tǒng)。論文圍繞多模喇叭的計(jì)算理論與分析設(shè)計(jì)展開研究,主要工作如下:首先闡述了多模喇叭的工作原理和設(shè)計(jì)方法-模比法,通過在波導(dǎo)不連續(xù)處激發(fā)出高次模TM_(11)、TE_(12),合理設(shè)置移相段的長(zhǎng)度,在喇叭口面得到合適的模比和相位,從而獲得所需的輻射方向圖。在此基礎(chǔ)上利用模比法設(shè)計(jì)了一款變張角多模喇叭,分析計(jì)算了在各個(gè)截面處的模比,多模喇叭在5GHz-6GHz的頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的輻射方向圖,等化帶寬為20%,天線增益為21dBi。其次設(shè)計(jì)了一款介質(zhì)環(huán)加載多模喇叭并分析其性能,在5.2GHz-6GHz的頻帶內(nèi)輻射方向圖旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱,天線增益為21dBi,介質(zhì)環(huán)加載多模喇叭具有增益高的特點(diǎn),缺點(diǎn)是尺寸太大。設(shè)計(jì)了一款波紋環(huán)加載多模喇叭,通過仿真分析,多模喇叭在5.5GHz-6.5GHz頻帶內(nèi)得到旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的輻射方向圖。加工測(cè)試單極化波紋環(huán)加載多模喇叭,實(shí)測(cè)其阻抗帶寬為60%,方向圖實(shí)測(cè)結(jié)果表明在5.5GHz-6.5GHz能夠得到等化波束,等化電平在-10dB左右。其交叉極化電平低于主極化電平25dB,天線增益為12dBi,實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)果比較吻合。設(shè)計(jì)仿真了雙極化波紋環(huán)多模喇叭,采用平衡饋電模式,經(jīng)過仿真分析,在所設(shè)計(jì)的頻帶內(nèi)能實(shí)現(xiàn)等化波束。
【圖文】：

多模喇叭時(shí)需要分析和利用波導(dǎo)內(nèi)部的各種模式場(chǎng)分布，形波導(dǎo)[61]和矩-圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器[62]，其中也涉及到波導(dǎo)內(nèi)部工作原理和理論設(shè)計(jì)方法-模比法。理論概述采用金屬管傳輸電磁波的重要導(dǎo)波裝置，，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于如耦合器，隔離器，衰減器等的設(shè)計(jì)，矩形 TE 模幾何結(jié)構(gòu)示于圖 2.1，其中假定波導(dǎo)中填充有介電常數(shù)為邊沿 x 軸，所以有 a>b。

研究生學(xué)位論文 第二章 波導(dǎo)及多模喇叭理論概述7圖 2.2 圓形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖2.2.1 圓波導(dǎo) TE 模對(duì)于 TE 模， E 0z，zH 是波方程 H022 zzk H的解。若 jzzzzhe H ,, ,，則上式可以用圓柱坐標(biāo)表示為： ,011222222 czk h（2-18）同理，利用分離變量法，hz的解可以寫為： znch , Asinn BcosnJk（2-19）Jn（x）為第一類貝塞爾函數(shù)，A、B 為常數(shù)，我們要確定截止波數(shù) kc，這可以通過施加波導(dǎo)壁上的邊界條件 Etan=0 來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)?Ez=0
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN823

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2614387