阶梯波导TEd01-TEd0n模式变换器的设计与测试

介绍了一种设计简单、加工方便的TEd01-TEd0n模式变换器的设计计算方法,实际制作了TEd01模到TEd02,TEd03,TEd04模的三种变换器并进行了测试,测试结果表明,这种变换器实用可行,可以在微波工程领域实际应用.     

渐变结构TE11^0—TE11^{}模式变换器

本文介绍了一种新的渐变截面ＴＥ１１－ＴＥ１１模式变换器，并采用有限元法及耦合模理论对变换器进行了理论分析，实验测试表明在对接收极化在１２．５－１８．０ＧＨｚ的频率范围内，变换器的电压驻波比小于１．２，而且测试曲线与计算曲线的有较好的吻合。     

Q波段圆波导轴线弯曲TE01-TE11模式变换器设计

在模式耦合理论的基础上, 采用相位重匹配技术对圆波导轴线弯曲TE01-TE11模式变换器进行了数值优化计算和分析.在Q波段给出了两种不同周期数TE01-TE11模式变换器的优化设计参数.数值计算表明: 四周期模式变换器的最高转换效率为98.82%, 带宽为2.2 GHz, 六周期最高转换效率为99.89%, 带宽为1.7 GHz.研究了模式变换器关键几何尺寸在小范围内变化对转换效率的影响.并利用HFSS对给出的模式变换器进行了仿真, 仿真结果与数值模拟一致性较好.同时加工了六周期结构模式变换器并进行了小功率热测实验, 测试结果表明输出了模式纯度较高的TE11模式.     

圆形槽波导-波纹圆形槽波导模式变换器的仿真设计

应用基于有限元方法的仿真软件HFSS,分析和设计了圆形槽波导-波纹圆形槽波导模式变换器。变换器由具有渐变波纹深度的波纹圆形槽波导构成,可实现TE11到HE11的模式转换。分析表明,变换器的长度和第一个波纹的深度是影响其性能的主要因数。在保持变换器优化长度不变的条件下,调整波纹周期、增加波纹数目和波纹宽度对改善变换器的性能效果不明显。所设计的具有5个渐变深度波纹的模式变换器,在中心频率36GHz上回损可达30dB。变换器实测的结果与仿真分析之结论吻合较好。     

缓变波导对半导体光放大器TE0和TM0模式增益寿的影响

通过直接数值求解波导方程，研究了缓变波导对半导体光放大器模式增益寿的影响结果表明：缓变波导增大了光放大器的模式增益差，而通过引入非平面波导，可以降低甚至消除模式增益差。     

宽频带圆波导TE21模耦合器的设计方法

给出了宽频带圆极化TE21模耦合器的设计方法,该方法适用于实际工程设计,20%的频带内耦合损耗<0.5dB,VSWR<1.5,轴比<2dB.     

基于多分辨分析计算波导的TE和TM模

本文根据多分辨分析理论,给出了计算具有任意横截面波导的ＴＥ模和ＴＭ模的一种方法。在该方法中,用尺度函数把场分量近似为级数,通过变分公式把波导问题化为矩阵方程,并且把波导截面分为许多矩形区域,用三阶Ｂ－样条函数,推出了矩阵元素的具体表达式。为了验证该方法,以三种不同的波导为实例进行了计算。     

对称非线性包层平板波导TE0模的“平台形”场分布

分析了包层及衬底均为非线性Ｋｅｒｒ型介质、芯区为线性均匀介质的三层平板波导的ＴＥ０模特性,理论分析及典型实例计算表明：对于自聚焦情况,模折射率增大时,芯区场的极大值逐渐减小,对于一定的光功率,模折射率与芯区折射率相等时,芯区的场分布呈均匀的“平台形”分布,而两侧场则迅速衰减;模折射率继续增大时,场分布的极值进入芯区两侧,而芯区场分布呈下凹形,给出了自聚焦对称三层平板波导ＴＥ０模的场分布曲线,功率随     

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.     

径向双层介质加载圆波导的宽带TE_(11)-HE_(11)模式变换器

应用径向双层介质加载圆波导内可以产生混合模HE_(11)模式的原理,提出一种径向双层介质加载圆波导的宽带TE_(11)-HE_(11)模式变换器。在X波段分析了该变换器内微波模式满足的麦克斯韦方程和边界条件,推导出HE_(11)模式的特征方程及混合方程,最后将特征方程与混合方程联立,应用MATLAB软件进行数值求解得到物理模型的设计参数曲线。应用HFSS软件对设计的模式变换器进行模拟优化仿真,结果显示在8.40~10.16GHz频带内输出HE11模式纯度大于96%,最大为99.59%,相对带宽可达18.7%,理论功率容量达3.3GW。该圆波导TE_(11)-HE_(11)模式变换器具有结构简单、输入输出共轴、转换效率高、转换频带宽、功率容量高等优点,应用于微波辐射系统可以极大地提高辐射系统的紧凑性。     

圆波导TE01-TE11模式转换器设计与实现

基于耦合波理论的基础上,分析了TE01-TE11模式转换器的特性和半径渐变指数,讨论了中心轴线弯曲下的圆波导模式转换器,对中心频率33GHz的波导进行了模拟设计、仿真,在保证带宽的前提下,尽力降低转换器的长度和提高转换效率,最后达到了97．82％的转换效率,带宽达到2GHz。     

一种同轴波导TE01模到圆波导TE02模变换器的数值模拟

该文对一种同轴波导TE01(°)模到圆波导TE02(°)模变换器进行数值模拟研究.通过分析同轴波导与圆波导对接产生的模式转换效果,探讨尖劈模式变换段改善工作模式转换系数和工作频带以及抑制寄生模式的作用.利用Ansoft HFSS对模型进行的数值模拟计算结果表明,这种结构能够实现最大将89.3%输入信号能量转换到TE02(°)模,-3dB带宽约820MHz,带内对主要干扰模式TE01(°)的抑制在10dB以上.     

一种8 mm 模式变换器的设计

提出了一种高效率的模式变换器,将矩形波导的TE10 模式转换为圆波导的TE11 圆极化模式,并采用盒形窗真空封接。使用三维仿真软件进行模拟设计和优化,模拟结果显示,在中心频率35 GHz,驻波比为1.17,在34-36GHz 频率范围内,模式转换效率在83%以上。这种模式转换器可以用在回旋行波管输入耦合器上,结构紧凑、简单,易于加工。     

一种准光模式变换器的设计和实验

准光模式变换器是实现高功率回旋管高效输出的重要部件。该文针对140 GHz, TE_28,8模回旋振荡管研制,开展以Denisov型辐射器和3个准光镜面构成的准光模式变换器设计与实验研究。利用标量衍射法优化辐射器辐射口径处的场分布,其与理想高斯场之间的矢量相关性为96.2%;基于几何光学和高斯波束匹配方法设计了聚焦镜面与波束整形镜面,采用3维全波分析软件Surf3D获得各个镜面上及输出窗处的场分布,对所设计的镜面系统进行了仿真验证,在输出窗处获得了高斯模式含量为96.67%的输出波束,整个模式变换器的功率转换效率为93.98%。以自行研制的TE_28,8模激励器作为准光模式变换器的输入,通过对模式变换器转换性能仿真结果验证,在严格控制加工精度及装配和实验过程的基础上,完成了准光模式变换器转换性能的冷测实验。实验结果表明,设计和实验具有合理的一致性,可以作为准光模式变换器工程应用设计和验证手段。     

Calculation of Radiation from a Helically Cut Waveguide for a Gyrotron Mode Converter in the Quasi-Optical Approximation

We present results of calculations of the radiation from a helically cut waveguide launcher, a so-called Vlasov launcher, which is commonly used either internal or external to a gyrotron for purposes of mode conversion. A gyrotron internal mode converter consists of such a launcher that radiates the waveguide mode as a nearly Gaussian beam in free space followed by a set of mirrors to focus and direct the radiation. The radiation from the launcher is first calculated using a geometric optics representation of the waveguide mode. Then the radiation is calculated in the quasi-optical limit, including diffraction. These analytic results are compared to a rigorous calculation using the computer code SURF3D, which uses an electric field integral equation (EFIE) approach. Good agreement is obtained between the quasi-optical theory and the SURF3D calculation. The present results provide new insights into the accuracy of the quasi-optical theory and may be useful for the design and improvement of Vlasov-type mode converters.     

矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器的设计

矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器是高功率微波测试系统中的关键组件.针对这一问题,本文首先建立了模式转换器的N端口波导结全波分析模型,然后计算了模式转换器的反射系数.给出一种优化设计方法.最后,优化设计了一个X波段的矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器,其结构紧凑,反射系数小且电场极化为垂直方向.测量结果与仿真结果吻合良好,证明了设计方法的可行性.     

临界导通模式Boost功率因素校正变换器电感的设计

介绍了脉动输入电压下Boost PFC变换器电感的设计方法,推导了临界导通模式电感的数学式。用NCP1608芯片设计了一款LED路灯电源的Boost PFC变换器。实验表明,在100V~240V交流输入电压范围内,PFC变换器效率大于96%,功率因数大于0.96,证实了电感数学式的正确性。