高功率过模波纹波导模式变换器的研究

摘要

微波技术的应用在我们生活中随处可见，不仅在生活上与我们息息相关，在军事上更是占有重要的位置。特别是高功率微波在国防科技中发挥着极其重要的作用。因此对于高功率微波技术的研究一直是各个国家的重点研究项目。其中高功率微波系统主要由高功率微波源、模式变换和传输、发射子系统组成，本论文主要研究的是高功率微波的传输系统中的传输器件，它包括模式变换器和模式过渡器，模式变换器主要实现的是一个模式向另外一个模式的转换，而过渡器实现的是模式的传输而不发生模式的转换。本文对工作频率为24.13GHz TE11过渡器、24.13GHz的 TE01过渡器进行了研究，并对TM11-HE11波纹模式变换器进行了研究。
　　本论文主要工作如下：
　　1.根据耦合波理论推导了横截面不变但轴线弯曲圆波导满足的耦合波方程组以及其各模式间的耦合系数的具体表达式和沿轴作微扰的对称圆波导所满足的耦合波方程组以及各模式间的耦合系数的具体表达式。
　　2.应用 MATLAB程序编写程序计算求解耦合波方程组，并利用程序对所设计的传输器件结构轮廓进行优化，然后利用高频仿真软件对所设计出来的器件建模仿真，验证是否设计合理。
　　3.通过对沿轴作微扰的对称圆波导分析，导出了过渡器的设计原理，并设计了工作频率为24 GHz的TE11模过渡器及工作频率为24.13 GHz的TE01模过渡器，用编写的 MATLAB程序进行数值计算，同时用仿真软件建模仿真，验证结果是否与数值计算结果相同。
　　4.通过模式匹配法来设计了一款工作频率为35GHz的 TM11-HE11波纹模式变换器，通过编写的 MATLAB程序进行数值计算，同时用仿真软件建模仿真，并进行对比，将数值计算结果与仿真结果进行对比分析。

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第一章绪论

1.1微波

1.2 高功率微波技术发展情况

1.3 微波的传输

1.4学位论文研究意义与简述

第二章由耦合波理论导出耦合系数

2.1耦合波理论

2.2横截面不变但轴线弯曲圆波导的耦合波方程

2.3 沿轴线曲率发生改变圆波导的耦合系数

2.4 沿轴作微扰的对称圆波导耦合波方程

2.5沿轴径向作微扰的对称圆波导的耦合系数表达式

2.6小结

第三章 模式过渡器的研究

3.1引言

3.2过渡器原理

3.3 对频率为24.13Ghz主模是TE11的模式过渡器的设计

3.4 频率是24.13Ghz主模为TE01的模式过渡器的设计

3.5小结

第四章 波纹模式变换器的研究

4.1混合模HE11模

4.2用模式匹配法分析突变圆波导

4.3 TM11-HE11模式变换器的设计

4.4小结

第五章总结

致谢

参考文献