本文關(guān)鍵詞：緊湊共軸圓波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器研究

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【摘要】：高功率微波技術(shù)在軍事和民用方面應(yīng)用廣泛,具有重要的商業(yè)價值與戰(zhàn)略意義。波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換器在高功率微波系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,它能夠?qū)Ω吖β饰⒉ㄔ串a(chǎn)生的微波模式進行轉(zhuǎn)換控制,達到微波信號高效傳輸與定向輻射的目的。論文圍繞圓波導(dǎo)微波模式的轉(zhuǎn)換與輻射問題,對圓波導(dǎo)TM02-TE11模式轉(zhuǎn)換器和圓波導(dǎo)TE11-HE11模式轉(zhuǎn)換器展開了理論分析與實驗研究。提出并研究了一種結(jié)構(gòu)緊湊且輸入輸出共軸的線極化圓波導(dǎo)TM02-TE11模式轉(zhuǎn)換器,其模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)主要由加載在圓波導(dǎo)中的金屬內(nèi)筒和金屬隔板組成。在理論分析的基礎(chǔ)上對它進行了詳細的仿真與實驗研究。在設(shè)計頻點9.4 GHz上,該線極化模式轉(zhuǎn)換器輸出的線極化圓波導(dǎo)TE11模式的純度高達99.6%,估算功率容量為1.66 GW;在9.23~9.83 GHz頻帶范圍內(nèi)其轉(zhuǎn)換效率大于90%。實驗測試結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好。通過在該線極化模式轉(zhuǎn)換器的輸出圓波導(dǎo)中合理加載聚苯乙烯介質(zhì)板,設(shè)計實現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)緊湊且輸入輸出共軸的圓極化圓波導(dǎo)TM02-TE11模式轉(zhuǎn)換器。模擬結(jié)果顯示:在設(shè)計頻點9.4 GHz上,該圓極化模式轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率為94.6%,軸比為1.06;在9.06~9.53 GHz和8.80~9.64 GHz這兩個頻帶范圍內(nèi)其轉(zhuǎn)換效率分別大于90%和80%,且軸比均小于1.20。深入分析了圓波導(dǎo)中加載徑向雙層介質(zhì)時微波在其中的傳播特性。在此基礎(chǔ)上,提出并研究了一種結(jié)構(gòu)緊湊且輸入輸出共軸的圓波導(dǎo)TE11-HE11模式轉(zhuǎn)換器,其模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由加載在圓波導(dǎo)中的相對介電常數(shù)為2.5的聚苯乙烯內(nèi)層介質(zhì)和相對介電常數(shù)為1.06的聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫包層介質(zhì)組成。模擬結(jié)果表明:在8.2~10.2 GHz頻帶范圍內(nèi)該模式轉(zhuǎn)換器可以輸出高純度的圓波導(dǎo)HE11模式。在該模式轉(zhuǎn)換器的輸出端連接終端開口圓波導(dǎo)或小張角圓錐喇叭,分別設(shè)計實現(xiàn)了兩種圓波導(dǎo)TE11-HE11模式轉(zhuǎn)換天線。模擬結(jié)果表明:在較寬頻帶范圍內(nèi),這兩種模式轉(zhuǎn)換天線E面和H面的遠場輻射方向圖在一定波束寬度內(nèi)均具有較高的等化特性。測試結(jié)果表明:在9.0~9.8 GHz頻帶范圍內(nèi)這兩種模式轉(zhuǎn)換天線的駐波系數(shù)均低于1.60,增益的實測結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN814

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本文編號：1271133