1、PDF外文：http:/ 1173 字 基于过模波导的 8 毫米大功率 TE01-TM11 模式转换器 Xu LeNiuXin-jian 摘要： 基于模式耦合理论，与传统的波导轴常曲率和波导轴正弦曲率改进 TE01-TM11 模式转换器的几何构形设计，给出了更容易接受的几何参数。以 32的带宽 ,8 毫米大功率圆波导具有波导轴正弦曲率的转换效率为约 99。 关键词：弯曲波导 ；模式转换 ；耦合波方程 ；相位重匹配 。 介绍 回旋速调管 TE01 与 TE02 的输出模式是非常不方便直接使用，所以它必须采取一个模式的转换，特
2、别是高功率模式的转换。而它的模式转换器大多采用以下顺序 1： 1.TE0n（ gyrotron 回旋管 ） TE01TE11HE11（ antenna 天线 ） 2.TE0n（ gyrotron） TE01 TM11 HE11（ antenna） 第一序列采用轴的扰动弯曲已经在这里使用的，并到实现了一个转换效率达到 98以上和带宽超过 5的圆波导转换器，因此，第二序列以 TM11 作为中间偏振模式，为获得更好的使用量，其工艺过程 的 TE01-TM11 变换是最重要的过程。由于 TE01 和 TM11 具有相同的相位速度，再通过单曲率圆波导的一部分原理实现它
3、们的转换。 基于该正弦曲率结构，创造出 8 毫米大功率圆形波导管的 TE01-TM11 模转换器，转换效率至 99，带宽超过 32，长度不超过 386 毫米，从而实现了宽的带宽的收紧，高效模式的转换器。 基本方程 在一个波导的凹凸（轴线在圆形波导弯曲，波导的半径会逐渐变化）会导致不同的传播模式之间的能量耦合，从而创建模式的转换。 研究轴线弯曲圆波导模式转换器 2的基本方程是 基于耦合波 heory 耦合波方程 ： + = + + + + ()() = + + + ()( ) + 其中 A_mn+和 A_mn
4、-是向前和向后的波（ MN）的复振幅个模式，并且（ MN）模式和（ m'n'）模式的传播的方向之间的耦合系数是相同的，并相 对 数值计算的结果 TE01-TM11 模转换器与圆波导的几何结构是弯曲的。由于相同的相位在弯曲圆波导模式 TE01 和 TM11 是常数，一个适当的弯曲的波导管可以使它们进行连续功率耦合。多因素，返波，欧姆消费，轴弯曲和相位复赛等因素，都经过精心考虑的计算。当事件模式 TE01 输入转换器，它与 TE11， TE12 和 TM11 模式，寄生模式 TE21 和 TM21 进行二次耦合。再对这些模式的耦合系数进行分析，对比其他的模式
5、耦合可以得出他们的弱耦合和小输出幅度。因此，只有 TE01， TE11， TE12， TM11， TE21 和 TM21 是这里的焦点。同时，为了减轻欧姆消耗，提高了带宽，转换器必须尽可能短。其它的连接方式可以有效地防止波导的曲率的变化，从而增加了转化效率。两种结构都采用： TE01-TM11 模式转换与常曲率波导和正弦曲率波导。正弦曲率结构式（ 3）被接纳，达到高转换效率通过优化计算更短的长度和更宽的带宽，加宽曲率范围和加强输入输出模式耦合。 y x = 1 21222323 Figure 1. Fractional power as a function of z
6、 along a 35GHz TE01-to-TM11 mode converter with a0=13.6mm and constant curvature. Figure 2. Fractional power as a function of z along a 35GHz TE01-to-TM11 mode converter with a0=13.6mm and optimum, sinusoidal curvature distribution. Figure 3. Conversion efficiency versus frequency distribution
