一种工作于C波段的矩形波导TE10-圆波导TM01模式转换器及转换方法技术

本发明专利技术公开了一种工作于C波段的矩形波导TE10

【技术实现步骤摘要】
一种工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器及转换方法


[0001]本专利技术属于微波模式转换器领域，涉及一种工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器及转换方法。

技术介绍

[0002]高功率微波在社会、军事的各个方面都有着广泛的应用，例如高功率微波武器、等离子体加热、医用核磁共振等各类科研、军事工程。而高功率微波系统的运作离不开高功率微波的传导结构，其中模式转换器作为微波源与各传输线之间的连接部分尤为重要。
[0003]模式转换器是一类常见的微波系统器件，传统高功率微波产生器件产生TM01模式，对高功率微波的多路合成以及辐射，一般需要先将TM01模式转换成线极化的圆波导TE11模式或矩形波导TE10模式。高功率微波在传输时为了方便控制模式，经常需要根据不同形式的波导进行模式转换。现有的模式转换器大都主要工作在X波段，工作中心频率一般在8GHz与10GHz附近，极少有工作于C波段的模式转换器。且目前的模式转换器多数为圆波导
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圆波导，矩形波导
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矩形波导转换，缺少工作于C波段的矩形波导
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圆波导模式转换器。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器及转换方法，旨在解决现有技术中缺少工作于C波段，且不能实现矩形波导
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圆波导转换的缺陷性问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术提出的一种工作于C波段的矩形TE10
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圆波导TM01模式转换器，包括矩形波导结构和圆波导结构；
[0007]所述圆波导结构位于矩形波导结构的上方，圆形波导结构的上方连接有阻抗匹配段结构，矩形波导结构的下方安装有矩形槽结构。
[0008]优选地，矩形波导结构包括传输波导段和截止波导段，传输波导段与截止波导段通过矩形槽结构隔开，传输波导段的长度大于截止波导段的长度。
[0009]优选地，圆波导结构的轴心位于传输波导段和截止波导段交界处。
[0010]优选地，传输波导段端口开放，用于输入微波。
[0011]优选地，截止波导段端口封闭，用于截止微波。
[0012]优选地，矩形槽结构的中心与圆波导结构的轴心重合。
[0013]优选地，圆波导结构的轴心与阻抗匹配段结构的轴心重合。
[0014]优选地，阻抗匹配段结构由3段阶梯式圆波导构成。
[0015]本专利技术还提出了一种工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器的转换方法，包括如下步骤：
[0016]S1、电磁波由矩形波导结构输入矩形波导TE10模式；
[0017]S2、根据矩形槽结构和矩形波导结构将电磁波转换为圆波导TM01模式，并将转换为圆波导TM01模式的电磁波输入圆波导结构中；
[0018]S3、通过阻抗匹配段结构调整圆波导结构中的电磁波后，再输出圆波导TM01模式。
[0019]优选地，在S2中，采用矩形槽结构和矩形波导结构的截止波导段将电磁波转化为圆波导TM01模式。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术公开的一种工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器结构，本专利技术提出的模式转换器结构根据微波传输方向由矩形波导结构、矩形槽结构、圆波导结构和阻抗匹配段结构构成，通过在矩形波导结构的上方设置圆波导结构，就能实现模式转换结构简单，再对圆波导结构上设置阻抗匹配段结构能够调整电磁波。本专利技术可以将C波段的电磁波，由矩形波导TE10模式转换为圆波导TM01模式，具有高转换效率、低反射和低干扰的特点，并且结构简单，易于加工，可用于各种高功率微波器件在低功率下的标定监测系统中，在高功率微波器件的测试和高功率微波系统中有着重要的实际应用价值。
[0022]进一步地，传输波导段和截止波导段通过矩形槽结构隔开，能够调整混合模式激励器的性能；矩形波导传输段的长度大于矩形波导截止段的长度，目的是为了提高微波的传输效率，降低反射。
[0023]进一步地，圆波导结构的轴心与阻抗匹配段结构轴心重合，能够加快电磁波在转换器中的传输速度。
[0024]进一步地，传输波导段端口开放，能够用来输入微波；截止波导段端口封闭，能够用来截止微波。
[0025]进一步地，根据切比雪夫阻抗变换段原理，阻抗匹配段采用三阶切比雪夫阻抗变换段。
[0026]本专利技术还提出了一种工作于C波段的矩形TE10
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圆波导TM01模式转换器的转换方法，将适用于C波段的普通矩形波导与圆波导结合，电磁波由矩形波导口输入矩形TE10模式，由矩形槽结构以及矩形波导截止段将其转换为圆波导TM01模式，输入到圆波导部分，最终由阻抗匹配部分调整后输出圆波导TM01模式，本专利技术提出的转换方法操作步骤简单，便于理解，在微波模式转换领域具有较好的应用前景。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器内部真空部分结构示意图；
[0028]图2为图1的后视图；
[0029]图3为图1的左视图；
[0030]图4为本专利技术CST仿真矩形波导TE10模式S11参数图；
[0031]图5为本专利技术CST仿真圆波导TM01模式S21参数图。
[0032]其中：1
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矩形波导结构；2
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矩形槽结构；3
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圆波导结构；4
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阻抗匹配段结构；5
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传输波导段；6
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截止波导段。
具体实施方式
[0033]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的
附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0034]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0035]下面结合附图对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器，其特征在于，包括矩形波导结构(1)和圆波导结构(3)；所述圆波导结构(3)位于矩形波导结构(1)的上方，圆形波导结构(3)的上方连接有阻抗匹配段结构(4)，矩形波导结构(1)的下方安装有矩形槽结构(2)。2.根据权利要1所述的工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器，其特征在于，矩形波导结构(1)包括传输波导段(5)和截止波导段(6)，传输波导段(5)与截止波导段(6)通过矩形槽结构(2)隔开，传输波导段(5)的长度大于截止波导段(6)的长度。3.根据权利要2所述的工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器，其特征在于，圆波导结构(3)的轴心位于传输波导段(5)和截止波导段(6)交界处。4.根据权利要2所述的工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器，其特征在于，传输波导段(5)端口开放，用于输入微波。5.根据权利要2所述的工作于C波段的矩形波导TE10
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圆波导TM01模式转换器，其特征在于，截止波导段(6)端口封闭，用于截止微波。6.根据权利要1所述的工作于C波段的矩形波导TE10

【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，翁明，李永东，曹猛，林舒，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：