[發(fā)明專(zhuān)利]抑制TE11模式微波的圓波導(dǎo)波型抑制器及其設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710882637.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107863593B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立剛;宋瑋;史彥超;李佳偉;李小澤;朱曉欣;譚維兵;沈志遠(yuǎn);胡祥剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01P1/212
• 分類(lèi)號(hào): H01P1/212
• 代理公司: 61211 西安智邦專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳廣民<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明屬于微波工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抑制TE₁₁模式微波的圓波導(dǎo)波型抑制器及其設(shè)計(jì)方法。圓波導(dǎo)波型抑制器包括圓波導(dǎo)，在圓波導(dǎo)內(nèi)沿微波傳輸方向依次設(shè)置有第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室和第五腔室；第一腔室與第二腔室之間設(shè)置第一過(guò)渡波導(dǎo)，第二腔室與第三腔室之間設(shè)置第二過(guò)渡波導(dǎo)，第三腔室與第四腔室之間設(shè)置第三過(guò)渡波導(dǎo)，第四腔室與第五腔室之間設(shè)置第四過(guò)渡波導(dǎo)。本發(fā)明可以有效濾除TE₁₁模式微波，而使TM₀₁模式微波高效傳輸。根據(jù)數(shù)值模擬程序如CST?MWS、HFSS軟件進(jìn)行驗(yàn)證，仿真表明本發(fā)明在各波段均可適用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抑制TE₁₁模式微波的圓波導(dǎo)波型抑制器及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

在微波工程技術(shù)研究工作中，波型抑制器其作用是抑制或?yàn)V除在微波傳輸系統(tǒng)中可能存在的寄生模或其他不希望的模式，這些模式可以是微波源產(chǎn)生的，也可能是由模式變換器或波導(dǎo)不均勻性產(chǎn)生的。

在微波工程中有以下幾種波型抑制器：同軸導(dǎo)電環(huán)濾波器、徑向?qū)щ娔て瑸V波器、波導(dǎo)縫隙濾波器、衰減涂層濾波器。它們的作用都是在波導(dǎo)的傳輸過(guò)程中，濾除影響系統(tǒng)正常工作的模式。

同軸導(dǎo)電圓環(huán)抑制器。在圓波導(dǎo)中設(shè)置一系列同軸金屬圓環(huán)，由于TE_0n模的電力線(xiàn)也正好是一系列同軸同心圓，因而被金屬圓環(huán)短路形成全反射而不能通過(guò)，而對(duì)TM_0n模來(lái)說(shuō)，其電力線(xiàn)將垂直于金屬圓環(huán)表面，因而圓環(huán)的存在不會(huì)對(duì)TM_0n模的場(chǎng)產(chǎn)生明顯的影響。對(duì)于其他模式來(lái)說(shuō)，則電場(chǎng)存在角向分量的都將會(huì)受到影響，這部分分量將會(huì)被短路，從而破壞了這些模式的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，使之被反射。

徑向?qū)щ娔て瑸V波器的工作原理是在圓波導(dǎo)中設(shè)置一系列徑向金屬膜片將使TM_0n模及一切具有電場(chǎng)徑向分量的模式的徑向電力線(xiàn)短路，形成全反射而不能通過(guò)，而TE_0n模的電力線(xiàn)則由于垂直于金屬膜片而不受干擾，使TE_0n模能無(wú)影響地通過(guò)。

波導(dǎo)縫隙抑制器的工作原理是在矩形波導(dǎo)寬邊中央開(kāi)平行波導(dǎo)軸的縱向隙縫，將不會(huì)影響TE₁₀模的高頻電流的流通，但這些縫隙將會(huì)截?cái)郥E₀₁模的高頻電流，從而阻止了TE₀₁模的傳輸。其他一切在波導(dǎo)寬邊中心有橫向高頻電流及在窄邊有縱向高頻電流的模式同樣也將不允許在該波導(dǎo)中傳播。

衰減涂層抑制器是在圓波導(dǎo)內(nèi)表面涂一層微波吸收材料薄層，其厚度應(yīng)比金屬趨附深度稍厚。則該吸收層將不會(huì)影響TE_0n圓電波的傳播，因?yàn)檫@些模式在靠近波導(dǎo)壁處的角向電場(chǎng)分量已接近零，同時(shí)又沒(méi)有電場(chǎng)徑向分量，因而吸收層對(duì)圓電波的衰減十分微弱。除圓電波以外的所有其他模式在波導(dǎo)壁都有電場(chǎng)徑向分量，它們將被衰減層吸收，引起強(qiáng)烈衰減。用具有微波吸收能力的介質(zhì)片在圓波導(dǎo)內(nèi)壁一周均勻徑向放置來(lái)代替衰減薄層，能起到同樣的研制作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種抑制TE₁₁模式微波的圓波導(dǎo)波型抑制器，實(shí)現(xiàn)了對(duì) TE₁₁模的全反射并能夠高效傳輸TM₀₁模式。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種抑制TE₁₁模式微波的圓波導(dǎo)波型抑制器，其特殊之處在于：包括圓波導(dǎo)，在所述圓波導(dǎo)內(nèi)沿微波傳輸方向依次設(shè)置有第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室和第五腔室；

第一腔室的直徑大于第二腔室的直徑，第二腔室的直徑大于第三腔室的直徑，第三腔室的直徑小于第四腔室的直徑，第四腔室的直徑小于第五腔室的直徑；

第一腔室、第二腔室、第四腔室以及第五腔室的軸向長(zhǎng)度均相同并且大于或等于第三腔室的軸向長(zhǎng)度；