基于超材料的TEM-TE11高功率微波模式转换器

摘要

利用高功率容量高折射率的超材料作为移相介质,设计了一种高功率微波TEM-TE11模式转换器.采用扇形金属栅格作为材料阵元,通过对阵元的角向及轴向的周期排布得到高折射率超材料并将其填充在模式变换区角向半空间内.TEM模微波在通过模式转换区域之后,超材料填充区域电场与未填充材料的真空区域电场相位差达到180°,从而实现TEM模到TEl1模的模式转换.采用CST Microwave Studio软件对模式转换器进行了数值模拟,结果显示该转换器在工作频点附近具有较高的转换效率,相对带宽约4％.结合模式变换器开展了辐射天线的设计,模拟得到典型的TEll模远场方向图.