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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 94 毫秒
1.
高功率圆波导TE0n-TE11模式变换研究   总被引:5,自引:1,他引:4       下载免费PDF全文
 在模式耦合理论的基础上,详细讨论了波导轴线弯曲与波导半径渐变的圆波导模式变换,并对TE0n-TE11模式变换器的几何结构进行了优化分析,采用不同的相位重匹配技术,得到了可靠的最优几何参量。以此数据设计的8mm回旋速调管TE01-TE11模式变换器的转换效率可达98%。  相似文献   

2.
组合型TM01-TE11弯形圆波导模式转换器研究   总被引:10,自引:8,他引:2       下载免费PDF全文
 研究了组合型TM01-TE11弯形圆波导模式转换器(两弯曲段中间加一段直圆波导),在保持其输出与输入端口轴线平行的前提下,分别从理论推导、数值计算、软件模拟三个方面对此结构进行了分析,模拟结果与数值计算结果吻合得很好。结果表明:计及功率损耗,频率为3.75 GHz,铜波导内径为9.0 cm,轴向间距为10.57 m时,模式转换器总的功率转换效率为93.8%。  相似文献   

3.
8mm高功率过模弯曲圆波导TE01—TM11模式变换   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
牛新建  李宏福  喻胜  谢仲怜  杨仕文 《物理学报》2002,51(10):2291-2295
在模式耦合理论的基础上,采用传统的波导轴线常弯曲和改进的波导轴线正弦弯曲方法,对TE01—TM11模式变换器的几何结构进行优化分析,得到了最优几何参量.以波导轴线正弦弯曲结构设计的8mm高功率圆波导TE01—TM11模式变换器的转换效率达到99%,带宽超过32%.同时还研究了蛇形线圆波导TE01—TE11模式变换器 关键词: 圆波导 弯曲波导 模式变换 耦合波方程  相似文献   

4.
 基于圆波导TE11模的模式简并特性和微波在椭圆波导中传输两个正交TE11模式相速不同的性质,研制了一种带有椭圆波导结构的圆波导TE11模圆极化器。该圆极化器通过圆波导到椭圆波导的过渡段,将输入的线极化TE11模式分成两个等幅、正交的TE11模,然后调整椭圆波导长度,使得两个正交的TE11模式的相位差为90°,实现了TE11模式微波线极化到圆极化的转换。利用时域有限差分软件优化设计了该圆极化器,并按照优化的结构尺寸加工了一套实验装置进行了实验测试,测试结果表明:在工作频率9~10 GHz范围内,该圆极化器轴比小于1 dB,驻波比小于1.1,且功率容量大于1.6 GW。  相似文献   

5.
TM01-TE11三弯曲圆波导模式转换器   总被引:1,自引:1,他引:0  
 从理论推导、理论设计和数值模拟3个方面对三弯曲圆波导模式转换器进行分析,得到了TM01-TE11模的功率转换效率解析公式和转换效率达到最高时的取值条件。以中心工作频率为4.25 GHz、波导半径分别为3.0 cm和3.5 cm的两个转换器为例进行了理论计算和数值模拟,模拟结果表明:它们的转换效率分别达到了99.64%和98.62%,高于90%的相对带宽分别达到了9.88%和12.71%。  相似文献   

6.
 通过采用相位重匹配技术,设计了一种输入输出共轴的三弯曲型TM01-TE11模式转换器,该转换器由三段常曲率弯曲波导和两段直波导组成。用模式耦合理论建立了该类模式转换器的数值计算和优化设计方法,并设计了一个中心频率为7.0 GHz的模式转换器。该转换器的TM01-TE11转换效率在中心频率上大于99%,在6.5~7.5 GHz的频率范围内大于90%。应用时域有限差分法和有限元方法对所设计的模式转换器进行了仿真,仿真结果验证了设计理论和设计结果。  相似文献   

7.
高功率微波弯曲圆波导设计   总被引:4,自引:4,他引:0       下载免费PDF全文
 报道了可分别传输TM01模和TE01模的两种弯曲圆波导的设计方法和计算结果。研究表明:所设计的TM01模弯曲波导和TE01模弯曲波导在中心频率上传输效率均超过99.5%,传输效率大于95%的带宽分别达到20.0%和14.4%;该两个弯曲波导也分别适用于传输TE11模和TM11模;水平极化TE11模与TM01模、垂直极化TM11模与TE01模在弯曲圆波导中传输时具有相似的传输效率和频带特性;而垂直极化TE11模、水平极化TM11模由于不易和其它模式耦合,在弯曲波导中传输时具有较高的传输效率。  相似文献   

8.
一种新型同轴TEM-圆波导TE11模式变换器   总被引:15,自引:9,他引:6       下载免费PDF全文
 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。  相似文献   

9.
准光激励毫米波圆波导旋转TE6 2模式产生器   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 介绍了采用准光方法激励圆波导产生旋转TE6 2模式的设计原理、测试方法和实验结果。该模式产生器由毫米波光学系统和开放同轴波导谐振腔系统组成:毫米波光学系统由角锥喇叭天线、双曲面反射镜、抛物面反射镜、修正抛物面反射镜等部件组成;开放同轴波导谐振腔系统由开放同轴波导谐振腔、圆波导、测试辐射喇叭天线组成。通过网络分析仪和毫米波近场自动测试系统测试表明:该模式产生器在频率为96.4 GHz附近产生的圆波导旋转TE6 2模式的纯度达到97%。  相似文献   

10.
 设计了一种新型L波段慢波结构式圆波导TM01-TE11模式转换器,该转换器的尺寸为φ15.0 cm×40.8 cm,通过金属分割片将圆波导分成两个180°区域并在其中一个区域内设置半环形慢波结构。当TM01入射时,在两个区域内激励起扇形波导TE11模式,由于慢波结构的存在,该模式在两个区域内的传播常数不一样。适当调节慢波结构的参数,可使两个区域内传输的扇形TE11模式在金属分割片尾部相位相差180°,这两个扇形TE11模式耦合成为圆波导TE11模式输出,实现模式转换。建立数值模型并进行了模拟,结果表明在工作频率1.8 GHz处转换效率96%,反射率低于0.04,功率容量超过1.7 GW。  相似文献   

11.
紧凑型圆极化模式转换器   总被引:4,自引:4,他引:0       下载免费PDF全文
 提出了一种结构紧凑的、能将圆波导TM01模或同轴波导TEM模转换为圆极化TE11模的高功率微波模式转换器。该转换器由前后2个十字转门波导结对接组成,前者首先把圆波导TM01模转变为4个矩形波导中的TE10模,4个矩形波导的长度不等;后者再把4个经过不同相位延迟的矩形波导TE10模转变为圆波导中的圆极化TE11模。对所设计的1.75 GHz模式转换器进行了仿真研究,在中心频率上,该模式转换器转换效率为99%,轴比为0.03 dB;在1.575~1.900 GHz的频率范围内,转换效率大于90%,轴比小于2.5 dB,对应带宽为18.6%。  相似文献   

12.
蔡鑫伦  黄德修  张新亮 《物理学报》2007,56(4):2268-2274
采用精确、严格的全矢量模式匹配法,计算了三维脊型弯曲波导和条形弯曲波导的本征模式,分析了模式折射率和辐射损耗随弯曲半径的变化关系.计算结果与已报道的有限差分法的结果符合很好.对文献中已报道但没有深入分析的现象给出了合理的解释.半径为50和12 μm的条形波导的计算结果表明:当波导的弯曲半径减小时,发生在分界面处的TE-TM模耦合会显著增强,这将导致弯曲波导中的模式不再是传统意义上的准TE模和准TM模,而是混合模.随着半径的减小,混合模的横向分量之间的差异会减小,当两个横向分量达到近似相等的强度时,波导的偏振相关性将会大大减小. 关键词: 导波光学 全矢量模式匹配法 微环谐振腔 光波导理论  相似文献   

13.
徐刚  谢平  廖勇 《物理学报》2013,62(7):78401-078401
在波束波导和反射面天线的馈源应用中, 为了产生低副瓣且方向图等化的高斯波束, 需要将高功率微波转换为准高斯模HE11模辐射. 本文利用弯曲圆波导可同时从TM01模产生TE11模和TM11模的原理, 提出了采用双弯曲过模圆波导结构直接将TM01转换为HE11的模式变换器, 避免了常规微波领域中首先将TM01转换为TE11再用波纹式或半径渐变式TE11-HE11转换器转换为准高斯波束功率容量不足或尺寸过长的不足. 基于模式耦合理论和Taguchi优化算法对模式变换器的弯曲半径、相移直端长度及引入位置进行了优化, 使输出的TE11和TM11成一定比率, 以组成HE11模式, 并对设计的模式变换器进行了全电磁波仿真分析, 结果表明输出波束的标量高斯含量在9.05–9.8 GHz范围内均高于99%, 理论功率容量可达4.5 GW. 关键词: 高功率微波 模式耦合理论 Taguchi优化算法 模式变换器  相似文献   

14.
Based on the coupled mode theory, this paper presents the study on the influence of input mode mixture in circular oversized waveguide mode converters. Three kinds of commonly used waveguide mode converters, including the waveguide mode converters with varying wall radius or small axis perturbations, and the waveguide mode converters with bent structures, are taken as the examples. The results show that the spurious input modes do not simply superimpose onto the output modes, and in some cases they may deteriorate the conversion efficiency for the main output mode. Methods for transforming such spurious input mode mixture simultaneously into the main output mode are also presented in this paper.  相似文献   

15.
 研究了一种通过改变波导内场分布的旋转对称性,可将高功率微波源输出的TEM模或TM01模转换为TE11模的径向线型模式变换器。介绍了该模式变换器的基本原理,即采用金属插板将同轴波导TEM模变换为4路90°扇形波导TE11模,各路扇形波导间所需的输出相位差通过将扇形波导转换为双层径向线传输来实现。基于这一原理,设计了一个中心频率为1.6 GHz的同轴TEM-TE11模式变换器,并进行了数值模拟计算,结果表明该模式变换器具有较高的功率容量,中心频率处反射系数为0.05,模式转换效率为99%,在1.52~1.68 GHz的频带范围内,模式转换效率大于90%。  相似文献   

16.
Mode coupling in bent, oversized, smooth-wall circular waveguides was studied by means of numerical integration of coupled-mode differential equations in order to optimize high-power TE01-to-TM11 mode transducers at 70 GHz and 140 GHz. Such mode transformers are used in the mode conversion sequence TEOn to TE01 to TM11 to HE11 for generating the almost perfectly linearly polarized Gaussian-like HE11 mode from circular electric TEOn gyrotron modes. This quasi-optical HE11 hybrid mode is in many respects ideal for electron cyclotron resonance heating (ECRH) of magnetically confined plasmas in thermonuclear fusion research and for other technical applications. Curvature and ellipticity coupling as well as ohmic attenuation of 6 coupled modes (TE01, TM11, TE11, TE12, TE21, TM21) are included in the coupling matrices. Integral expressions were used for deriving the coupling coefficients for arbitrary modes in bent, smooth-wall waveguide. Lowest level of unwanted spurious modes together with highest transmission efficiency (shortest arc length) is achieved with sinusoidal curvature distribution instaed of constant curvature. The calculated conversion efficiencies of 98.0% at 70 GHz and 95.2% at 140 GHz (interior waveguide diameter D=27.8 mm for 200 kW transmission lines) are in excellent agreement with the measured values of (97.6±0.4)% and (95±1)%, respectively.  相似文献   

17.
同轴TEM-矩形TE10模式变换器的优化设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
用HFSS软件和网络理论对S波段同轴TEM-矩形TE10模式变换器进行了优化设计。同轴波导工作于过模状态,可同时传输TEM、TE11、TE21模。模式变换器可应用于高功率微波的能量提取系统,优化设计方法可用于通过短路活塞来实现调配的同轴-矩表、圆波导-矩形的模式变换器。  相似文献   

18.
设计了一种适用于窄带高功率微波源系统的紧凑型TEM-TE11模式转换器。该结构首先将同轴波导沿角向分区使微波在各分区内相位传播常数不同,然后将相位传播常数较大的分区进行横向折叠设计以缩短系统轴向长度。分区传播的微波在模式转换器末端相位差达到180时,合成同轴波导中TE11模式。为L波段磁绝缘振荡器设计了模式转换器,并采用数值仿真程序进行计算,在1.31 GHz中心频率上,模式转换器转换效率为95%;在1.23~1.40 GHz频率上,模式转换器效率大于90%,相对带宽13%。将模式转换器应用于磁绝缘振荡器,并测量了天线的定向辐射能力,所得结果与设计一致。  相似文献   

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