W波段矩形波导—同轴转换器的研制

本文论述了Ｗ波段波导－同轴转换器，对其输入阻抗进行理论分析和计算，并根据输入阻抗计算出该转换器的反射特性。最后给出理论计算值和实验结果的比较。     

一种C波段宽带正交模耦合器设计

正交模耦合器是实现天馈系统双极化的关键部位,适用于雷达探测、电子对抗以及无线通讯系统等多个领域。本文设计了一款Boifot型的C波段宽带正交模耦合器,通过垂直极化通路和水平极化通路的独立仿真,阐述了正交模耦合器工作带宽的扩展方法和工作原理。结果表明,在其工作频段43%的相对带宽内,回波损耗小于-20 dB,传输损耗小于0.07 dB,端口隔离度优于-57 dB,交叉极化水平低于-60 dB,实现了宽带低损耗高隔离的良好性能。     

W 波段全带宽TE10-TE20模式转换器的研制

新一代W波段慢波结构行波管对波导TE10-TEn0 模式转换器的低损耗、宽带、转换效率等高性能方面提出了要求。 文中重点研究一款全W波段波导模式转换器的设计,实现E 面TE10 输入到H 面TE20 输出的模式转换,并结合高效率转换 结构,给出实际性能验证。首先,分析了波导TEn0 模分布特点,提出E 面功分结构、集成扭波导结构及H 面反相合成等单元 结构;其次,给出TE10-TE20 模式转换整体方案设计与电路优化;最后,结合H 面异相功分结构集成,基于计算机数控技术,实 现该W波段模式转换模块的制备,并完成三端口性能测试。实测结果表明,W 波段全带宽内(75 GHz~110 GHz),该TE10-TE20 模式转换模块输出端口功率分配比为-3.2 dB±0.2 dB,相位差为180°±2°,输入端口回波损耗优于-20 dB,且实测性能 均与仿真结果高度一致,验证了W波段宽带TE10-TE20模式转换器的高效率、低损耗、可行性及鲁棒性。     

W波段宽带辐射计

以被动式毫米波成像为应用背景,介绍了辐射计的工作原理,成功研制了一种带宽35 GHz集成直接检波式辐射计原理样机,以满足成像系统对辐射计的需求。信号由两级低噪声放大器进行放大,再由检波器直接检波,最后进行视频放大,以提供足够高的信号供后端进行数据采集。放大器由两级低噪声放大器组成,放大增益40 dB。单独对检波器进行设计、测试,在75~100 GHz范围内,该检波器电压灵敏度大于1 000 mV/mW,在100~110 GHz范围内,电压灵敏度大于500 mV/mW。最后集成了一个整体辐射计模块,该辐射计在35 GHz带宽内积分时间为0.6 ms,温度灵敏度为0.45 K。     

W波段宽带机调Gunn振荡器

本文介绍了一种宽带机调Gunn振荡器。该振荡器结构简单可靠,单只振荡器就几乎可覆盖整个W波段,振荡器的最大输出功率可达25mw,在所有各频率点上的电调带宽约为450MHz。     

Ka 波段宽带正交模耦合器设计

提出了一种覆盖Ka 卫星通信全频段带宽的正交模耦合器设计,实现了相对带宽54%的突破。该正交模耦合器基于turnstile 十字转门型结构,结合后端弯波导、Y 型合成头和45毅扭波导设计,能够满足两路正交极化信号等相输出,设计使用频率内双端口S11 <-20 dB,端口隔离达到50 dB,交叉极化低于-50 dB,插入损耗优于0. 4 dB。     

W波段两种梯形线慢波电路过模工作研究

针对W波段过模行波管可能采用的两种梯形线慢波电路结构进行了模拟计算,分析了工作在过模情况的可能性。结果表明传统梯形线慢波电路并不适合工作于高次模式,而悬浮梯形线慢波电路在第三个模式则有着相对较高的互作用耦合阻抗,可以在W波段实现1000W的功率输出。     

正交模转换器

介绍了正交模转换器窄带与宽带的几种常用设计形式与工作原理，并对目前国内外研制状况作了阐述。     

W波段宽带螺旋线行波管设计

提出了W波段螺旋线宽带行波管(TWT)设计方案,论述了高频系统、电子光学系统以及输能系统的计算与模拟。结果表明在80 GHz~100 GHz的范围内,能够得到大于15 W的输出功率,为开展W波段低电压螺旋线行波管的研制工作提供了依据。     

宽带正交模耦合器的设计

宽带天线技术的发展对天线馈源的宽带性能提出了更高的要求。作为实现双极化天线馈源的关键器件,正交模耦合器(Orthomode Transducer,OMT)的宽带性能将直接影响宽带天线馈源的性能。为扩展OMT的工作带宽,设计了工作在Ka波段的宽带OMT。该OMT结构新颖,能实现优良的驻波特性和极化隔离特性。应用HFSS对进行了优化设计,工作带宽可达42%,回波损耗优于-20 dB,通带内端口隔离优于-50 dB。     

倍频程正交模耦合器设计

介绍了一种基于四脊方波导结构的倍频程宽带正交模耦合器,分析了该宽带正交模耦合器的基本结构和工作原理,用HFSS仿真设计了一个S波段正交模耦合器,加工了实际样机,进行了测量,仿真和测量结果显示,测试数据同仿真结果在2:1的频带内符合良好。     

一种宽带四脊波导正交模极化耦合器

坐落于贵州天然喀斯特地形的500 米口径球面射电望远镜(FAST),其低噪声接收机系统需要高性能正交模极化耦合器,对此,提出了一种四脊波导形式宽带正交模极化耦合器快速有效的设计方法:首先分别设计四脊波导正交模极化耦合器的两个关键部分,然后进行整体优化,为了改善带内阻抗匹配性能可以在同轴输出端口的内探针引入阶梯匹配环。使用这种方法研制的FAST L 波段极化器工作带宽达到2 颐1,在整个带宽范围内极化器的反射系数小于-20 dB,极化耦合水平低于-43 dB,带内插入损耗优于0. 15 dB,仿真和实测结果有很好的一致性。提出的设计方法适用于各种频率范围的宽带四脊波导正交模极化耦合器的设计。     

Development of Double-Ridged Wavegide Orthomode Transducer for the 2 MM Band

This paper describes the design and development of the 2 mm band orthomode transducer (OMT) for the Band 4 cartridge receivers of the Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA). The OMT consists of a double-ridged waveguide followed by a Bϕifot type junction with a main arm and two side arms. The main arm output is a multi-section step transformer followed by an E-plane bend and an oval waveguide to be realized the OMT with a two-split block using conventional Computer Numerical Control (CNC) milling techniques. The prototype OMT shows return loss of better than 20 dB, cross polarization coupling of better than 30 dB and insertion loss of less than 0.4 dB across 125 – 163 GHz. Furthermore, production feasibility was demonstrated through the evaluation of seven OMTs with a production design. The design of the developed OMT is so simple that it is easily scaled to submillimeter frequencies.     

W频段微带-波导转换

研究了W波段微带到波导的转换技术.通过对波导-同轴及同轴-微带转换的研究,给出了转换设计的一般步骤以及计算公式.为了提高转换性能,采用了两截,,λ/4阻抗变换段进行微带与绝缘子探针的阻抗匹配,有效改善了驻波系数.这种方式具有密封性好、可靠性高的优点,被广泛采用.在75～77 GHz的频带范围内,两个转换的总插入损耗≤2.5dB,回波损耗≤-18dB.     

W 波段波导-微带探针过渡设计

本文采用高频仿真软件HFSS 仿真设计出了W 波段E 面探针方式的波导到微带过渡结构,并制作了实物进行了测试,实测结果表明在频率85GHz-100GHz 范围内,过渡的插入损耗小于1dB,与仿真结果基本吻合,适合工程应用。     

W 波段圆极化微带阵列天线设计

本文分析和对比了W 波段圆极化微带阵列天线不同的馈电形式,完成了圆极化阵列天线的设计。由理论分析 和仿真结果可知,单元间等幅同相馈电有利于W 波段圆极化微带阵列天线的实现,其2x2 阵列天线仿真结果驻波小于2 的相对带宽为3.5%, 轴比小于3dB 带宽为2%,中心频点94GHz 时天线增益为12.2dB。该天线在军事领域具有广泛的应 用前景。     

高功率正交模耦合器的设计

采用波导渐变理论和小孔耦合理论对正交模耦合器进行了设计，计算与实测结果基本吻合，该设计方法对类似元件的工程设计有一定的借鉴作用。     

改进型四脊波导正交模转换器的设计与测量

为满足上海65m射电望远镜C波段接收机需求,在传统四脊波导OMT(Orthomode Transducer)基础上设计了一种小尺寸、高性能的宽带四脊波导正交模转换器。介绍了该OMT的结构和工作原理,讨论了设计要点,给出了有限元法(FEM)和时域有限积分法(FIT)的仿真结果,分析了OMT的容差性能,最后实际加工了实验样机。实验结果表明,改进型四脊波导OMT具有尺寸小、频带宽、高性能的特点,能够满足射电天文制冷接收机需求。