94 GHz TE_（02）-TE_（11）模式变换链的设计与模拟

本文在电磁场耦合模理论的基础上利用MATLAB优化工具对W波段回旋管用TE02-TE01-TE11模式变换链进行了详细研究与分析。应用编制的仿真程序对W波段TE02-TE01-TE11模式变换链进行了设计和数值模拟,通过结构参数优化,获得了性能良好的模式变换链。TE02-TE01和TE01-TE11模式变换器在中心频率94 GHz处的转换效率分别为96.3%和94.1%,对应带宽分别为4 GHz（转换率95%以上）和2 GHz（转换率90%以上）。为了进一步验证设计的模式变换链的性能,利用高频模拟仿真软件HFSS对优化的模式变换链进行了模拟仿真,模拟结果与利用计算程序得到的结果基本吻合。     

回旋速调管TE01-HE11模式变换器

根据耦合波理论,编制了优化计算程序,优化了30.5GHz TE01-TE11模式变换器的几何结构,得到了其可实现最高模式变换效率的几何参量.用仿真软件优化设计了同一工作频率的TE11-HE11模式变换器.结果表明这两个模式变换器组成的TE01 -HE11复合模式变换器在30.5GHz和1％带宽内具有97.0％以上的TE...     

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.     

介质填充圆波导中TM01-TE11模式变换的理论和实验研究

提出了采用介质填充实现圆波导中TM01-TE11模式变换的方法,设计了中心频率为7.2GHz的圆波导TM01-TE11模式变换器,并进行模拟研究和实验研究.当介质材料采用聚四氟乙烯时,仿真结果表明:该模式变换器的最大转换效率为99.88%,转换效率大于90%的绝对带宽为0.71GHz;实验中测试到的S11参数与模拟结果基本一致,证明了该变换器技术方案的可行性和模拟结果的正确性.     

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。     

Ku波段TE11–HE11光壁模式变换器设计

在耦合波理论的基础上,采用半径渐变、内壁光滑的结构实现TE11模到HE11模的变换,避免了传统的圆周开槽结构在高频段因加工产生的毛刺而导致容易打火的不足。提出一种由正弦与抛物线结合的结构曲线,通过数值计算设计了中心频率为15 GHz的回旋行波管TE11-HE11模式变换器,并利用电磁仿真软件进行对比验证。仿真结果与数值计算的结果一致性较好。设计的模式变换器带宽为1.2 GHz,相对带宽为8%,在15 GHz时的转化效率为98.5%。     

一种使用TE_(11)为过渡模的TE_(01)-HE_(11)模式变换器设计（英文）

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TE_(01)-TE_(01)的过渡器,TE_(01)-TE_(11)和TE_(11)-HE_(11)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.     

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。     

基于边缘智能优化的高性能模式转换器逆设计

模式转换器是实现模分复用技术（MDM）的关键部件。基于伴随法对器件边缘进行智能优化，从而在绝缘体上硅（SOI）平台上设计了高性能TE0-TE1模式转换器。经仿真验证，在中心波长1550 nm处，模式转换效率达99.6%，消光比达31.2 dB，而损耗仅为0.01 dB。在1500～1600 nm带宽范围内，TE0-TE1的转换效率保持在96.6%以上，消光比保持在15.7 dB以上，而损耗保持在0.14 dB以下。当器件尺寸变化在±20 nm以内时，器件在1550 nm处的转换效率保持在97.2%以上，消光比保持在16.5 dB以上，插入损耗维持在0.12 dB以下。在片上设计了TE1模式的测试装置，并利用商业流片对转换器进行制备。实验结果表明，在60 nm的带宽范围内，TE0-TE1转换器的转换效率保持在90%以上，插入损耗维持在0.4 dB以下。因此，所提出的转换器具有高转换效率、宽带宽、低插入损耗和高制作容差等特点，为高性能片上模式转换器的高效设计提供了新思路。     

96GHz边廊模Denisov辐射器

介绍了采用Denisov辐射器将96 GHz边廊模式信号转换为高斯波束的设计、仿真及测试结果.基于耦合波理论给出Denisov辐射器的设计方法.根据96 GHz TE_(6,2)模式Denisov准光模式转换器结构布局的要求,优化得到Denisov辐射器,输入半径6.4 mm,长52 mm,辐射器切割边缘电流幅值为汇聚中心点的10%,输出准高斯能量转换效率达96.51%.由其组成的准光模式转换器冷测输出高斯波束束腰直径22.4 mm,矢量转换效率大于95%.     

Study of Ka-band TM01 to TE11 Mode Converters with Parallel Input and Output Waveguides

Based on the bent waveguide mode coupling theory, a combined TM₀₁-TE₁₁ mode converter with parallel input and output ports is designed by numerical calculation with the phase rematch technology employed. A numerical calculation comparison between the converter and another double-arc TM₀₁-TE₁₁ mode converter with nonparallel input and output ports shows that the former has obvious advantages over the latter in conversion, bandwidth and compact. Good agreement between tests and calculations shows the converter meets the application well.     

TE03 to TE01 mode converters for use with a 150 GHz gyrotron

Two-step high-power TE03-to-TE01 mode transducers (TE02 is the intermediate mode) were designed to transform the TE03 output mode of the 150 GHz KfK gyrotron into the fundamental circular symmetric TE01 mode for low-loss propagation and further conversion into the linearly polarized quasioptical HE11 mode. The advanced perturbation structures of the ruppled-wall mode converters (with input- and output-diameter D=27.8 mm) were optimized by numerically solving the proper coupled-wave differential equations. The overall TE03-to-TE01 conversion efficiency at 150 GHz was calculated to be η₀=99.1% for a long converter (total length L=2.67 m) and η₀=97.8% for a short converter (L=1.07 m); ohmic attenuation is included. The corresponding theoretical bandwidth (for η≧95%) is ±1.4 GHz and ±2 GHz, respectively. Low-power experimental data are in excellent agreement with these computed values.     

High-performance circular TE/sub 01/-mode converter

This study presents the design and cold testing of a Ka-band TE/sub 01/-mode converter. A wave is efficiently converted from the TE/sub 10/ rectangular waveguide mode into the TE/sub 01/ circular waveguide mode. This converter comprises a power-dividing section and a mode-converting section. The field pattern and the working principle of each section are analyzed and discussed. A prototype was built and tested. Back-to-back transmission measurements exhibit excellent agreement to the results of computer simulations. The measured optimum transmissions are 97% with a 1-dB bandwidth of 5.8 GHz centered at 34.0 GHz. The angle-independent transmissions manifest high mode purity and the field pattern is directly demonstrated on a temperature-sensitive liquid-crystal sheet. In addition to exhibiting a high conversion efficiency, high mode purity, and broad bandwidth, this converter is also easy to construct and is structurally simple.     

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。