高功率過模圓波導(dǎo)模式變換研究.pdf

1、在很多的領(lǐng)域上，高功率微波都發(fā)揮著極其重要的作用。高功率微波極大的促進(jìn)了高功率微波武器、高功率雷達(dá)和等離子體加熱等各個(gè)方面的發(fā)展。高功率微波（HPM）技術(shù)主要包括高功率的定向發(fā)射與傳輸技術(shù)、高功率電磁脈沖的產(chǎn)生技術(shù)和相對論強(qiáng)流電子束的產(chǎn)生等領(lǐng)域。本論文主要研究的是高功率微波的傳輸系統(tǒng)，它包括模式變換器和模式過渡器，模式變換器主要實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)模式向另外一個(gè)模式的轉(zhuǎn)換，而過渡器實(shí)現(xiàn)的是模式的傳輸而不發(fā)生模式的轉(zhuǎn)換。本文主要是對工作頻率為24

2、.13GHz TE01-HE11模式變換系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并分別討論了 TE01過渡器、TE01-TE11模式變換器以及 TE11-HE11模式轉(zhuǎn)換器，并對整套系統(tǒng)進(jìn)行加工測試。
　　本論文主要工作如下：
　　1.根據(jù)麥克斯韋方程組和正交歸一化矢量理論，推導(dǎo)了軸線彎曲的圓波導(dǎo)滿足的耦合波方程以及各模式間的耦合系數(shù)的具體表達(dá)式和半徑漸變圓波導(dǎo)所滿足的耦合波方程以及各模式間的耦合系數(shù)的具體表達(dá)式。
　　2.根據(jù)上述耦合波方程

3、以及相應(yīng)的耦合系數(shù)，基于 MATLAB平臺(tái)編寫了相關(guān)的數(shù)值計(jì)算的程序，并通過高頻仿真軟件CST對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，數(shù)值計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)果一致性較好。
　　3.通過對半徑漸變圓波導(dǎo)分析，導(dǎo)出了過渡器的設(shè)計(jì)原理，并設(shè)計(jì)了一款工作頻率為24.13 GHz的TE01模過渡器，用編寫的MATLAB程序進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，同時(shí)用CST建模仿真，并進(jìn)行對比，數(shù)值計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)果一致性良好，并對過渡器進(jìn)行加工測試。此外還設(shè)計(jì)了一款工作頻率為27.93

4、 GHz的TE01模90°彎頭，并通過高頻仿真軟件CST對此彎頭進(jìn)行了相關(guān)的建模仿真。
　　4.設(shè)計(jì)了一款工作頻率為24.13GHz的TE01-TE11模式變換器，通過編寫的MATLAB程序進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并運(yùn)用高頻仿真軟件CST進(jìn)行建模仿真分析，將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析,并對模式變換器進(jìn)行了加工測試。
　　5.基于廣義散射矩陣的求解方法設(shè)計(jì)了一款工作頻率為24.13GHz的TE11-HE11模式變換器。用高頻仿真