[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙頻大功率過(guò)模波導(dǎo)彎頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710847170.7
• 申請(qǐng)日: 2017-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107611528B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳澤威;廖校毅;王建勛;徐勇;蒲友雷;羅勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01P1/02
• 分類(lèi)號(hào): H01P1/02
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專(zhuān)利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種雙頻大功率波導(dǎo)轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)，包括90度彎曲橢圓波導(dǎo)、以及設(shè)置于其兩端的輸入端過(guò)渡結(jié)構(gòu)、輸出端過(guò)渡結(jié)構(gòu)；所述波導(dǎo)彎頭內(nèi)壁光滑過(guò)渡；

所述輸入端過(guò)渡結(jié)構(gòu)，包括第一過(guò)渡段、第一移相段、第二過(guò)渡段、第二移相段，其中過(guò)渡段均為線性過(guò)渡；所述輸出端過(guò)渡結(jié)構(gòu)與輸入端過(guò)渡結(jié)構(gòu)鏡相對(duì)稱(chēng)設(shè)置；

所述第一過(guò)渡段為圓-橢圓過(guò)渡波導(dǎo)，將前級(jí)輸入圓波導(dǎo)過(guò)渡為第一移相段；

所述第一移相段為橢圓波導(dǎo)，且長(zhǎng)軸與90度彎曲橢圓波導(dǎo)長(zhǎng)軸相同、短軸為90度彎曲橢圓波導(dǎo)短軸1.05-1.1倍；

所述第二過(guò)渡段為橢圓-橢圓過(guò)渡波導(dǎo)，將第一移相段過(guò)渡為第二移相段；

所述第二移相段為橢圓波導(dǎo)，且橫截面尺寸與90度彎曲橢圓波導(dǎo)相同；

所述90度彎曲橢圓波導(dǎo)的軸線為四分之一圓弧，且橢圓長(zhǎng)軸垂直于彎曲面；

所述90度彎曲橢圓波導(dǎo)的軸線長(zhǎng)度L與模式和TE₀₁模式的拍波波長(zhǎng)長(zhǎng)度相同，即90度彎曲橢圓波導(dǎo)的軸線長(zhǎng)度L和轉(zhuǎn)彎半徑R滿足如下的公式：

其中為拍波波長(zhǎng)，R為90度彎曲橢圓波導(dǎo)曲率半徑，為的傳播常數(shù)，為T(mén)E₀₁模式的傳播常數(shù)，Δβ為傳播常數(shù)差；其中各個(gè)模式的傳播常數(shù)由如下的本征方程決定：

其中為橫向本征模函數(shù)，A為歸一化幅度，ce_m、se_m分別為角向馬丟偶、奇函數(shù)，Je_m、Jo_m分別為徑向馬丟偶、奇函數(shù)；η、ξ分別為橢圓柱坐標(biāo)系角向坐標(biāo)和徑向坐標(biāo)；ω、β分別是電磁波的角頻率和傳播常數(shù)；t、z分別是時(shí)間變量和軸向距離；q是一個(gè)無(wú)量綱參數(shù)，其與橫向傳播常數(shù)k_⊥的關(guān)系滿足等式(4)：

其中h為橢圓橫截面半焦距，且a為橢圓橫截面半長(zhǎng)軸，b為橢圓橫截面半短軸；k_⊥為橫向傳播常數(shù)，與自由空間中的傳播常數(shù)k的關(guān)系如式(5)：

所述橢圓橫截面長(zhǎng)、短半軸選取應(yīng)使拍波波長(zhǎng)滿足：和TE₀₁模式的拍波波長(zhǎng)是TE₁₂模式與TE₀₁模之間的拍波波長(zhǎng)和TE₁₁模式與TE₀₁模之間的拍波波長(zhǎng)的公倍數(shù)，即滿足式(6)，以使寄生模式模、TE₁₂模和TE₁₁模在和TE₀₁模式的一個(gè)拍波波長(zhǎng)處全部耦合回到TE₀₁模式；

其中，N₁和N₂表示正整數(shù)；表示模式與TE₀₁模式的拍波波長(zhǎng)；表示模式與TE₀₁模式的拍波波長(zhǎng)，表示模式與TE₀₁模式的拍波波長(zhǎng)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種雙頻大功率波導(dǎo)轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)，其特征在于：90度彎曲橢圓波導(dǎo)橫截面橢圓偏心率為0.5-0.6。

3.如權(quán)利要求1所述的一種雙頻大功率波導(dǎo)轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)，其特征在于：該轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置于90度彎曲橢圓波導(dǎo)內(nèi)側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)由三根呈三角形連接的金屬桿組成。

4.如權(quán)利要求1所述的一種雙頻大功率波導(dǎo)轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)，其特征在于：波導(dǎo)各部分均采用材料為鋁的凹凸法蘭連接；法蘭連接處配有保證裝配精度的定位銷(xiāo)釘。