[發明專利]一種Ka波段圓波導TE01模式激勵器

在審

• 申請號: 201710258286.7
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106992337A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 于新華;王文斌;傅文杰;曹衛平;姜彥南;高喜
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H01P1/163
• 分類號: H01P1/163
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本發明涉及模式激勵器技術領域，具體涉及一種Ka波段圓波導TE01模式激勵器。

背景技術

根據圓波導TE01模式(模式)的場結構分布可知，它具有以下幾個特點：(1)是軸對稱模，不存在極化簡并模；(2)傳輸損耗低，且隨頻率提高，損耗反而下降；(3)具有較少的模式競爭數，可以簡化模式轉化過程。由于以上特性，模式在高功率微波器件中得到了廣泛的應用。其中，模式就被作為部分回旋管的工作模式。由于回旋管腔體輸出的工作模式不能被直接使用，因此無法對系統的性能進行冷測，比如對諧振腔的Q值和頻率，以及輸入窗和輸出窗傳輸反射特性的測試等，所以往往需要特定的模式激勵器來模擬回旋管的工作模式，從而可以對此高頻系統進行測試。如今各種特定的模式激勵器得到國內外廣泛的研究。

模式激勵器進行實驗測試時，要求高模式轉換效率、高模式純度、結構緊湊、易加工和寬頻帶。目前，模式激勵器有扇形模式激勵器、側壁耦合模式激勵器、十字交叉模式激勵器和H面彎曲模式激勵器等。在“《Journal of Infrared,Millimeter,and Terahertz Waves》，2005年，第26卷第19期，1407-1415頁”所公布的扇形模式激勵器，該結構轉換效率偏低，雜模較多，結構復雜，難以實現，一般采用電鑄的方法制作，制作成本也高。在“《大眾科技》，2013年，第15卷162期，1-3頁”所公布的側壁耦合模式激勵器，雖然其結構緊湊性好，轉換效率高和頻帶寬，但是由于應用了功分網絡，對工藝水平要求很高。在“《真空科學與技術學報》，2013年，第33卷第4期，309-314頁”中公布的十字交叉模式激勵器是把矩形波導中的TE₁₀模逐步轉變為圓波導的TE₀₁模，雖說工作頻帶寬，轉換效率高，輸出的模式純度高，但模型體積較大，且以電鍍的方式進行加工，所以造價昂貴。在“《強激光與粒子束》，2014年，第26卷第6期，114-118頁”中所提到的H面彎曲模式激勵器，該模式激勵器的純度在98％以上且轉換效率在95％以上的相對帶寬可達4.2GHz,該結構具有緊湊性好，轉換效率和純度都較高，頻帶較寬等優點，但是在一般情形下，當圓波導的橫截面具有橢圓小變形時，一種圓波導波型將分裂為兩個波型，所以對于橢圓波導加工，精度要求較高。

發明內容

針對現有模式激勵器無法同時滿足高轉換效率和易于加工要求的問題，提供一種Ka波段圓波導TE01模式激勵器。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種Ka波段圓波導TE01模式激勵器，該模式激勵器由以下5個部分組成：

第一部分即正交波導由2個矩形波導所組成；這2個矩形波導包括1個前后貫通的標準矩形波導和1個過模矩形波導；過模矩形波導的一個端口開設在其寬側面上，另一個端口開設在其后端面上；標準矩形波導垂直立設在過模矩形波導的側寬面上，且標準矩形波導的一個端口與過模矩形波導的側寬面上的端口相接；

第二部分即矩形階梯波導由4個矩形波導所組成；這4個矩形波導均為前后貫通的標準矩形波導；這4個矩形波導的尺寸逐漸變化，且端口首尾相接成階梯形；

第三部分即均勻方波導由1個矩形波導所組成；該矩形波導為前后貫通的標準矩形波導；

第四部分即骨形階梯波導由9個骨形波導所組成；這9個骨形波導前后貫通；這9個骨形波導的尺寸逐漸變化，且端口首尾相接成階梯形；

第五部分即均勻圓波導由1個圓形波導所組成；該圓形波導為前后貫通的標準圓形波導；該圓形波導內置有銷釘；

正交波導的一個端口形成模式激勵器的輸入端口；正交波導的另一端口與矩形階梯波導的尺寸偏小的端口連接，矩形階梯波導的尺寸偏大的端口與均勻方波導的一個端口連接；均勻方波導的另一個端口與骨形階梯波導的尺寸偏小的端口連接，骨形階梯波導的尺寸偏大的端口與均勻圓波導的一個端口連接，均勻圓波導的另一個端口形成模式激勵器的輸出端口。

上述方案中，正交波導的標準矩形波導的另一個端口形成模式激勵器的輸入端口，過模矩形波導的另一個端口與矩形階梯波導的尺寸偏小的端口連接。

上述方案中，正交波導的過模矩形波導的前端面封閉，且與窄側面形成倒角。

上述方案中，正交波導的標準矩形波導的中軸線與過模矩形波導的中軸線相交。

上述方案中，矩形階梯波導的4個矩形波導的側面的四角形成倒角。

上述方案中，矩形階梯波導的4個矩形波導的長度均是1/4波長。

上述方案中，均勻方波導的矩形波導的側面的四角形成倒角。