X波段过模弯曲圆波导TM_(01)-HE_(11)模式变换器研究

摘要

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—9.8GHz范围内均高于99%,理论功率容量可达4.5GW.