【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高功率微波模式转换，具体涉及一种加工容易、结构紧凑以及输入端口、输出端口中心共轴的同轴tem-圆波导te11模式转换器。
技术介绍
1、高功率微波模式转换器作为高功率微波系统的传输装置，不仅影响着高功率微波源性能的发挥，还影响着整个系统的效率、带宽和体积，是高功率微波技术应用的关键。随着高功率微波技术的快速发展，高功率微波模式转换器在追求高效率和高功率容量的同时，正朝着宽频带、小型化方向发展。目前，高功率微波源大多以圆形（或同轴）波导的旋转轴对称模式输出微波信号，主要是圆波导tm01模和同轴波导tem模。由于这些模式具有绕波导横截面轴线旋转对称性的场分布和极化方向，因此其辐射方向图呈现出轴向几乎为零的环状远场方向图。若直接驱动系统的辐射天线，就会出现轴向辐射为零、能量分散、旁瓣电平高等问题，不利于高功率微波源能量的高效定向作用。为了让微波能量更有效地传输和辐射，需要将这些旋转轴对称模转换为轴向能量最大的类高斯模，如圆波导te11模或圆波导he11模，最终通过辐射天线高效、集中地作用至目标。因此，在高功率微波系统在进行能量辐射之前，利用模式转换器把圆波导tm01模式或者同轴tem模式转换为方向性强、能够定向辐射的圆波导te11模式，是十分必要的。
2、波导模式转换器根据结构大致可以分为轴线弯曲型、直线型和分支型。轴线弯曲型模式转换器主要是基于模式耦合理论设计的，具有高转换效率和高功率容量的特点。但是都存在输入端口和输出端口非共轴，实现转换所需长度较长，体积笨重，不利于系统集成等问题。后续为了解决此问题，提
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是设计一款加工容易、结构紧凑以及输入端口、输出端口中心共轴的高功率微波模式转换器，实现同轴tem-圆波导te11的模式转换。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种高功率微波同轴tem-圆波导te11模式转换器，其特征在于：主要由两个圆波导组成，其中圆波导1嵌套在圆波导2中，形成同轴结构，中心轴线共轴；所述圆波导1两侧的侧壁开有两个矩形端口，作为耦合机构实现能量耦合作用；所述圆波导2的末端过渡连接到圆波导1中。
4、进一步地，所述圆波导2的半径为r2，满足条件: ，其中c为光速，f为模式转换器的工作频率。
5、进一步地，所述圆波导1的半径为r1，满足条件：。
6、本专利技术模式转换的过程为：模式转换器的端口1与高功率微波源连接，注入同轴tem模式，同轴tem模式经圆波导1的两个耦合端口的能量耦合作用，在圆波导2中形成圆波导te11模式。
7、本专利技术的有益效果在于：
8、（1）结构简单、紧凑、加工容易。通过两个圆波导的简单嵌套，就能够实现同轴tem模式到圆波导te11模式的转换，具有结构简单紧凑、加工容易的优势。
9、（2）转换效率高、工作频带较宽。本专利技术模式转换效率最大可达99.3%，转换效率大于90%的相对带宽为5.2%，满足高功率微波系统的要求。
10、（3）本专利技术的输入端口和输出端口共轴，能够容易与其它器件集成，减小了系统体积和重量，具有广阔应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高功率微波同轴TEM-圆波导TE11模式转换器，其特征在于：主要由两个圆波导组成，其中圆波导1嵌套在圆波导2中，形成同轴结构，中心轴线共轴；所述圆波导1两侧的侧壁开有两个矩形端口，作为耦合机构实现能量耦合作用；所述圆波导2的末端过渡连接到圆波导1中。
2.根据权利要求1所述的一种高功率微波同轴TEM-圆波导TE11模式转换器，其特征在于：所述圆波导2的半径为R2，满足条件:，其中c为光速，f为模式转换器的工作频率。
3.根据权利要求1所述的一种高功率微波同轴TEM-圆波导TE11模式转换器，其特征在于：所述圆波导1的半径为R1，满足条件：。
【技术特征摘要】
1.一种高功率微波同轴tem-圆波导te11模式转换器，其特征在于：主要由两个圆波导组成，其中圆波导1嵌套在圆波导2中，形成同轴结构，中心轴线共轴；所述圆波导1两侧的侧壁开有两个矩形端口，作为耦合机构实现能量耦合作用；所述圆波导2的末端过渡连接到圆波导1中。
2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶晓卉，李瑶，高见芳，吴昭，刘晓颖，肖贺文，
申请(专利权)人：湖南科技职业学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。