矩形波導模與圓波導的圓電模相互轉換高頻電路結構的製作方法

2023-10-10 12:42:14

專利名稱:矩形波導模與圓波導的圓電模相互轉換高頻電路結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及高功率寬頻帶毫米波器件迴旋管行波放大器和迴旋返波管技術領域：
，是一種新穎的矩形波導模與圓波導的圓電模相互轉換高頻電路結構。
背景技術：
迴旋管是基於電子迴旋脈塞(ECM)機理、具有寬頻帶特性的毫米波、準毫米波大功率相干輻射源，因其在高精度雷達，毫米波成像，高性能材料處理、微波催化和定向能微波武器等方面具有重大應用價值，國際上很重視它的理論和實驗研究。對於迴旋行波管，其寬頻帶放大特性需要寬頻帶輸入耦合電路來配合；對於寬頻帶連續調諧迴旋返波管，其高頻場能量需要通過寬頻帶輸出耦合電路饋給負載。因此迴旋管研究的關鍵技術之一是解決高頻輸入/輸出耦合電路在寬頻帶範圍內實現輸入模式與工作模式的有效轉換問題。目前，這一難題在迴旋管研究領域還沒有達到很好的解決。

發明內容本發明的目的是解決迴旋管高頻場能量在比較寬頻率範圍內的饋入和饋出問題，而提供一種矩形波導模TE10模與工作模圓波導模TE0n模相互轉化的寬頻帶高頻電路結構。
為達到上述目的，本發明的技術解決方案是提供一種矩形波導模與圓波導的圓電模相互轉換高頻電路結構，其矩形波導通過同軸諧振腔與圓波導正交連接，各自的中心軸相互垂直；矩形波導連接一同軸諧振腔，同軸諧振腔通過耦合孔與圓波導連接，圓波導一端連接對於工作模式TE0n模截止的圓波導；矩形波導模TE10激勵同軸諧振腔的振蕩模式，通過耦合孔再激勵圓波導TE0n模工作。
所述的轉換高頻電路結構，其所述耦合孔位於同軸諧振腔與圓波導的連接處，在圓周方向定向均勻分布，周期性排列。
本發明的高頻電路結構通過按比例改變波導尺寸可在Ku波段、Ka波段和W波段實現矩形波導模TE10模與工作模圓波導模TE0n模相互轉化，具有工作頻帶寬(-3dB帶寬為4％)、損耗小、模式畸變小、結構簡單，易於工程實現的特點。該高頻電路結構能夠有效解決在寬頻帶範圍內迴旋管高頻場能量的饋入和饋出問題，並可有效提高迴旋管的注-波互作用效率。這一難題的解決對於高功率毫米波迴旋管放大器的研究和工程實用化具有重大意義和實用價值，並可促進高功率毫米波、亞毫米波相干輻射源研究的進展。
本發明的高頻電路除可作為不同波段高功率寬頻帶迴旋行波管的輸入/輸出耦合高頻電路外，還可作為不同波段寬頻帶連續可調迴旋返波管的高頻輸出電路，實現線極化模側面輸出，利用降壓收集極提高迴旋管的工作效率。
附圖1給出了矩形波導模TE10模與工作模圓波導模TE0n模相互轉換的高頻電路結構原理圖。
具體實施方式本發明的高頻電路結構採用矩形波導側面輸入圓柱諧振腔，利用矩形波導TE10模激勵起同軸諧振腔的TEn1模，電磁場能量通過周期性排列的耦合孔在圓波導內激勵起圓電模TE0n模。
如圖1所示，矩形波導1與圓波導4正交連接，各自的中心軸相互垂直。矩形波導1在與圓波導4交接處，側面分別連接同軸諧振腔2的內外壁，同軸諧振腔2通過耦合孔3與圓波導4連接，圓波導4一端連接對於工作模式TE0n模截止的圓波導5；耦合孔3位於同軸諧振腔2與圓波導4的連接處，在同軸諧振腔2圓周方向均勻分布，周期性排列；矩形波導模TE10激勵同軸諧振腔2的振蕩模式，通過耦合孔3再激勵圓波導TE0n模工作。
權利要求
1.一種矩形波導模與圓波導的圓電模相互轉換高頻電路結構，其特徵在於，矩形波導通過同軸諧振腔與圓波導正交連接，各自的中心軸相互垂直；矩形波導連接一同軸諧振腔，同軸諧振腔通過耦合孔與圓波導連接，圓波導一端連接對於工作模式TE0n模截止的圓波導；矩形波導模TE10激勵同軸諧振腔的振蕩模式，通過耦合孔再激勵圓波導TE0n模工作。
2.如權利要求
1所述的轉換高頻電路結構，其特徵在於，所述耦合孔位於同軸諧振腔與圓波導的連接處，在矩形波導側面圓周方向定向均勻分布，周期性排列。
專利摘要
一種矩形波導模與圓波導的圓電模相互轉換高頻電路結構，其矩形波導與同軸諧振腔正交連接，同軸諧振腔內壁通過圓周均勻分布的耦合孔與圓波導相連接，圓波導一端連接對於工作模式TE
文檔編號H01P5/08GK1996659SQ200510130764
公開日2007年7月11日 申請日期2005年12月28日
發明者劉本田, 張燕生 申請人:中國科學院電子學研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan