毫米波TE62准光模式产生器的研究

介绍了准光激励旋转TE62模式产生器的工作机理。采用准光学系统对腔壁带有小孔的谐振腔激励,在毫米波段实现高斯基模转换到旋转TE62模式的转换。重点对腔壁带有小孔的同轴腔体谐振腔内部场结构进行了分析。研究了同轴比对模式分离的影响以及如何选取,提高模式转换器的效率和模式转换纯度。设计了在频率96.4 GHz附近同轴圆波导旋转TE6 2模式激励器。并对装置采用毫米波近场自动测试系统进行实测,模式纯度达到97%。     

同轴TE11模与矩波导TE10模的耦合计算

首先建立同轴TE11模与圆波导TE11模的等效关系。进而将同轴TE11模与矩波导TE10模的耦合问题转化为其等效圆波导TE11模与矩波导TE10模的耦合问题。实验证明,理论计算与实测结果吻合。     

无线电设备、电信设备

TN811,TN8142005040705一种新型同轴TEM-圆波导TE11模式变换器/刘庆想,袁成卫(西南交通大学理学院)//强激光与粒子束.―2004,16(11).―1421～1424.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TE…     

Ka波段TE_（01）模回旋速调管带新型渐变段输出腔设计

利用正余弦拟合的方法和半径渐变波导的耦合波理论,设计出一种Ka波段TE01模回旋速调管带该新型渐变段输出腔。通过Matlab数值计算和HFSS仿真优化,研究了该新型渐变段的传输参数、反射参数、对杂模的抑制等性能指标。仿真结果表明：在渐变段长度为80mm、口径由14mm变化到32mm的情况下,在33～35GHz的范围内该新型渐变的传输参数大于-0.016dB,反射参数小于-55dB,对TE02模的耦合为-25dB和对TE03模抑制在-55dB以下;而该输出腔的中心频率为34.075GHz,Q值为109.6,工作模式TE01模式的模式纯度大于0.94。     

同轴TE_(11)~⊙模与矩波导TE_(10)模的耦合计算

首先建立同轴 TE1 1 ⊙ 模与圆波导 TE1 1 o 模的等效关系。进而将同轴 TE1 1 ⊙ 模与矩波导 TE1 0 模的耦合问题转化为其等效圆波导 TE1 1 o 模与矩波导 TE1 0 模的耦合问题。实验证明 ,理论计算与实测结果吻合     

W波段回旋行波管输出结构的优化设计*

在回旋行波管的设计过程中,输出结构性能的高低直接影响到整管增益的高低以及输出功率的大小。采用切比雪夫渐变波导作为耦合输出段,通过对轮廓线的计算程序进行改进,将中心频率作为可变量进行了修正。仿真结果表明,长度为75mm改进后的切比雪夫渐变结构不仅能抑制工作模式向杂模TE02和TE03的耦合,还能有效减少工作模式的反射。在整个工作频段内,杂模TE02和TE03的耦合系数分别低于-33dB和-65dB,TE01模的反射系数低于-20dB,TE01模的传输系数高于-0.01dB。     

W波段低损耗径向功率合成器设计

介绍了一种采用圆波导TE01模式转换实现的W波段低损耗径向功率合成器。设计出了16路圆波导TE01模径向合成器和圆波导TE01模转换器,整体结构简洁紧凑,利于加工制造。对合成器在85～105 GHz的频带内进行了背靠背测试,驻波低于1.35。扣除模式转换器的损耗,单个径向合成器损耗小于0.35 dB,合成效率大于92%。     

一种用于谐波倍增回旋放大器的耦合腔互作用电路

该文提出了一种用于回旋管放大器的新型耦合腔互作用电路模型。基于Ansoft HFSS高频计算软件,分析计算了矩形波导TE□10模输入,圆波导TE○01模输出模式转换系数随几何参数和工作频率的变化关系,讨论了结构变化对模式选择和抑制的作用。HFSS的模拟计算结果表明,对TE□10到TE○01转换,TE○01模能够稳定工作,且能量转换效率最大可以大于97%,－3dB带宽最大可以大于327MHz,是谐波倍增回旋行波放大器的一种可选输入耦合结构。     

一种使用TE11为过渡模的TE01-HE11模式变换器设计

基于弯曲圆波导耦合理论和规则圆波导突变结构模式匹配法, 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, 最终使用CST软件对模型进行了仿真和验证.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.计算结果表明, 该TE01-HE11模式转换系统在24.13 GHz的频率有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.     

过模弯曲圆波导模式耦合设计

基于耦合波理论,波导轴线采用常规圆弧弯曲和改进的正弦弯曲结构,对TE01—TM11模式变换器进行全面优化分析,计算中考虑了多模、反向波、金属壁所带来的欧姆损耗以及相位重匹配等因素.以正弦弯曲设计的Ka波段TE01—TM11模式变换器的转换效率达到99%,带宽超过32%,并得出常弯曲结构中波导半径、波导曲率、变换器长度和转换效率之间的关系.     

TE21模回旋返波振荡的起振分析

该文基于回旋行波放大器的线性理论,对TE₂₁模回旋返波振荡起振长度和起振频率随导引中心半径、电压、速度比、注电流及工作磁场等参数的变化进行了详细的数值模拟,并给出了相应的物理解释,分析了TE₂₁模基波和二次谐波回旋返波振荡特点,研究了分布损耗对回旋返波振荡的抑制效果。所得结果对回旋行波放大器和回旋返波振荡器的设计有参考意义。     

Broadband linearly polarized beat-wave TEm1/TE11 mode converters

Broadband linearly polarized waveguide mode converters have been developed to transform the high-order cylindrical TE_m1 output wave from harmonic gyrotron amplifiers into the more useful TE₁₁ fundamental waveguide mode. The converter's corrugation period is equal to the beat between the two waves and the bandwidth is predicted to be inversely proportional to the number of periods. Four-period TE ₃₁/TE₁₁ and TE₄₁/TE₁₁ converters with an azimuthal perturbation of m_c=4 and m_c =5, respectively, have yielded a peak conversion efficiency of 98% with a bandwidth greater than 3% and a one-period beat-wave converter has been designed to yield 12% bandwidth. However, it has been observed in measurements that the strong coupling in a short converter can lead to a shift of the center-frequency with an accompanying reduction of the efficiency and bandwidth. A two-period TE₄₁/TE₁₁ converter with 5% bandwidth displayed a 5% frequency shift and a conversion efficiency of only 86%     

A method of analysis of TE11-to-HE11 modeconverters

An efficient method for the determination of the scattering matrix of TE₁₁-to-HE₁₁ corrugated cylindrical waveguide mode converters has been developed, based on the representation of the fields inside the corrugations by a small number of radial waveguide modes. Numerical results show that the method, when compared to the usual mode-matching techniques, reduces the computation time without loss of accuracy     

Design of triple mode TE01δ resonator transmissionfilters

The use of triple mode TE_01δ cubic resonators for the design of transmission mode filters is presented. Frequency tuning and coupling between modes are studied experimentally. The tunability of all inter-cavity couplings, necessary for the realization of a wide range of transfer functions, is demonstrated with a 6th degree, 5 MHz wide filter at 2 GHz. With an insertion loss of 0.7 dB in a volume of 260 cm³, the filter presents a 2:1 volume reduction over conventional TE_01δ filters     

Thick circular iris in a TE11 mode circular waveguide

The TE₁₁-mode excitation of a concentric circular iris of finite thickness in a circular waveguide is analyzed by Galerkin's method with even and odd excitation. Agreement between calculated and measured dominant mode scattering parameters is generally within experimental accuracy     

损耗介质加载结构Ka波段TE01模回旋行波管放大器稳定性的分析

该文从分析损耗介质加载金属圆波导中电磁波传输特性出发,应用回旋行波管放大器小信号色散方程,研究损耗介质加载结构TE₀₁模回旋行波管放大器绝对不稳定性振荡和回旋返波振荡对器件稳定性的影响。结果表明：损耗介质的加载,可以提高绝对不稳定性起振电流,提高的幅度依赖于工作磁场偏离饱和磁场的程度、电子束横纵速度比等;增加波导损耗介质加载的厚度,可以提高竞争模式的回旋返波起振长度。合理选择波导的损耗层厚度、介电常数以及回旋行波管的工作电压、工作磁场和电子束横纵速度比,可以有效兼顾带宽和抑制不稳定性,保证回旋行波管放大器稳定工作。     

X波段速调管功率合成输出结构研究(TE01模输出窗设计)

在对X波段高峰值功率微波源迫切需求的牵引下,该文为X波段高峰值功率速调管功率合成输出结构设计了一个工作在9GHz的TE01模输出窗,输出窗相对带宽大于7%,通带内插入驻波比小于1.2.此外,该文还建立了TE01模输出窗窗片稳态温度分布的计算方法.理论分析表明,该输出窗传输50MW的高峰值功率不会由于温升而出现窗片的破裂.     

Ka波段紧凑型TE01-TE11椭圆波导模式转换器的研究(英文)

本文对椭圆波导TE₀₁-TE₁₁模式转换器进行了研究。选择了合适的椭圆波导截面,在椭圆波导纵轮廓线函数中采用了相位重匹配方法,并利用粒子群算法进行了纵轮廓线优化,所设计的椭圆TE₀₁-TEs₁₁模式转换器在28 GHz时的转换效率为99.16%,在27～29.3 GHz模式变换器的效率大于90%,相对带宽为8.2%。所设计的TE₀₁-TEs₁₁椭圆模式转换器的转换段为现有长度的一半。将设计的椭圆模式转换器与两个过渡段相连,并在CST中进行仿真和验证,其结果与理论计算一致。设计出了一个中心频率点为28 GHz的高效、紧凑、高功率椭圆波导TE₀₁-TE₁₁模式转换器。     

A single-period TE02-TE01 mode converter in ahighly overmoded circular waveguide

A single-period 60 GHz TE₀₂-TE₀₁ mode converter for use in an electron cyclotron heating (ECH) system for magnetically confined plasmas is presented. The mode converter is very compact and has a broad bandwidth and a theoretical conversion efficiency of 97.6%. A method of computing the reflection from converters is presented and used to show that reflection from the single-period mode converter is minimal. Experimental results are consistent with theoretical calculations