高功率毫米波天線雙工器研究.pdf

1、高功率微波系統(tǒng)指的是頻率在300MHz～300GHz間且峰值功率超過100MW，波長跨越毫米波和厘米波的電磁波產生、傳輸和輻射系統(tǒng)。軍事和工業(yè)方面的應用促進了高功率微波相關研究的迅猛發(fā)展。近年來微波系統(tǒng)呈現(xiàn)出向高頻率、高功率方向發(fā)展的趨勢。對于功率較高的毫米波系統(tǒng)，傳統(tǒng)的在微波傳輸線路中實現(xiàn)雙工的方法已經不再適用，必須應用高功率毫米波天線雙工器，在天線內部實現(xiàn)雙工。
　　 阻燃管，環(huán)行器，開關雙工器都可以實現(xiàn)雙工，但是不能應用于

2、高功率毫米波系統(tǒng)，比較合適的方法是應用金屬光柵雙工器，其優(yōu)點是可以克服功率容量的限制。本文研究的是一種金屬光柵高功率毫米波天線雙工器，其核心器件是一個圓極化器和一個極化分離器。本文首先以自由空間Floquet模理論與平板波導傳輸理論為基礎，推導出單級反射結構的S參數(shù)矩陣，編寫了相應的數(shù)值計算程序。利用該程序對金屬光柵結構的高頻特性進行分析和驗證，進而得到了Ka波段矩形截面的光柵圓極化器和極化分離器的初步設計方案。
　　 在此基礎

3、上，利用級聯(lián)模式匹配方法和階梯近似方法相結合，編制出分析任意截面的反射式周期性光柵的通用程序，對光柵槽的周期、寬度、深度以及入射角度對圓極化器的TE波和TM波的相位差和極化分離器的-1級衍射波束的反射系數(shù)的影響進行模擬計算。最后得出拋物線型圓極化器金屬光柵在軸比＜1.1時，帶寬＞10％，拋物線型極化分離器TE波的-1級衍射波束的反射參數(shù)幅值大于85％。根據(jù)所得到的參數(shù)用電磁場仿真軟件進行仿真，仿真結果比較好的和數(shù)值計算的結果相符，證明了