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圆波导TM_(01)模式转换器中TE_(11)和TE_(21)模式对圆波导耦合器耦合度的影响
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作者 陈家辉 周振宇 +1 位作者 翁明 曹猛 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期492-502,共11页
为了准确地测量出圆波导耦合器的耦合度,文章研究了圆波导TM_(01)模式转换器中TE_(11)和TE_(21)模式对耦合度的影响。依据圆波导中TM_(01)、TE_(11)和TE_(21)模式场分布的特点,用CST仿真研究了TE_(11)或TE_(21)模式的含量对耦合度分散... 为了准确地测量出圆波导耦合器的耦合度,文章研究了圆波导TM_(01)模式转换器中TE_(11)和TE_(21)模式对耦合度的影响。依据圆波导中TM_(01)、TE_(11)和TE_(21)模式场分布的特点,用CST仿真研究了TE_(11)或TE_(21)模式的含量对耦合度分散性的影响。采用仿真和实验测量,对测量过程中两个模式转换器之间的相对角度对耦合器中出现的模式以及耦合度分散性的影响进行了研究。结果表明,随着耦合器中TE_(11)或TE_(21)模式含量的增加,耦合度的分散性也随之增加;用矩形TE10转圆波导TM_(01)模式转换器测量耦合度时分散性较大,并且当两个模式转换器之间的相对角度为0°或180°时,耦合器中会出现少量的TE_(21)模式,而相对角度为90°或270°时耦合器中会出现少量的TE_(11)模式;用同轴TEM转圆波导TM_(01)模式转换器测量耦合度时,耦合器中几乎不含有TE_(11)模式和TE_(21)模式,且耦合度的分散性较小;对比两种不同类型的圆波导TM_(01)模式转换器在耦合度测量中的仿真与实验结果,文章认为采用平均耦合度可以较好地消除耦合度分散性,更能反映耦合器的真实耦合度。该研究工作为准确标定耦合器耦合度提供了新的测试方法与依据。 展开更多
关键词 耦合器 模式转换器 圆波导 平均耦合度
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W波段全带宽TE_(10)-TE_(20)模式转换器的研制
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作者 赵芸 顾浩 +2 位作者 闫玉涛 李升 丁江乔 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期90-95,共6页
新一代W波段慢波结构行波管对波导TE_(10)-TE_(n0)模式转换器的低损耗、宽带、转换效率等高性能方面提出了要求。文中重点研究一款全W波段波导模式转换器的设计,实现E面TE_(10)输入到H面TE_(20)输出的模式转换,并结合高效率转换结构,给... 新一代W波段慢波结构行波管对波导TE_(10)-TE_(n0)模式转换器的低损耗、宽带、转换效率等高性能方面提出了要求。文中重点研究一款全W波段波导模式转换器的设计,实现E面TE_(10)输入到H面TE_(20)输出的模式转换,并结合高效率转换结构,给出实际性能验证。首先,分析了波导TE_(n0)模分布特点,提出E面功分结构、集成扭波导结构及H面反相合成等单元结构;其次,给出TE_(10)-TE_(20)模式转换整体方案设计与电路优化;最后,结合H面异相功分结构集成,基于计算机数控技术,实现该W波段模式转换模块的制备,并完成三端口性能测试。实测结果表明,W波段全带宽内(75 GHz~110 GHz),该TE_(10)-TE_(20)模式转换模块输出端口功率分配比为-3.2 dB±0.2 dB,相位差为180°±2°,输入端口回波损耗优于-20 dB,且实测性能均与仿真结果高度一致,验证了W波段宽带TE_(10)-TE_(20)模式转换器的高效率、低损耗、可行性及鲁棒性。 展开更多
关键词 模式转换器 W波段 波导 低损耗 扭波导
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L波段紧凑型TEM-TE11模式转换器 被引量:11
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作者 王冬 金晓 +2 位作者 陈代兵 秦奋 文杰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2169-2173,共5页
设计了一种适用于窄带高功率微波源系统的紧凑型TEM-TE11模式转换器。该结构首先将同轴波导沿角向分区使微波在各分区内相位传播常数不同,然后将相位传播常数较大的分区进行横向折叠设计以缩短系统轴向长度。分区传播的微波在模式转换... 设计了一种适用于窄带高功率微波源系统的紧凑型TEM-TE11模式转换器。该结构首先将同轴波导沿角向分区使微波在各分区内相位传播常数不同,然后将相位传播常数较大的分区进行横向折叠设计以缩短系统轴向长度。分区传播的微波在模式转换器末端相位差达到180°时,合成同轴波导中TE11模式。为L波段磁绝缘振荡器设计了模式转换器,并采用数值仿真程序进行计算,在1.31 GHz中心频率上,模式转换器转换效率为95%;在1.23~1.40 GHz频率上,模式转换器效率大于90%,相对带宽13%。将模式转换器应用于磁绝缘振荡器,并测量了天线的定向辐射能力,所得结果与设计一致。 展开更多
关键词 高功率微波 模式转换器 折叠波导 L波段
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紧凑型圆极化模式转换器 被引量:7
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作者 袁成卫 钟辉煌 +1 位作者 张建德 钱宝良 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期411-415,共5页
提出了一种结构紧凑的、能将圆波导TM01模或同轴波导TEM模转换为圆极化TE11模的高功率微波模式转换器。该转换器由前后2个十字转门波导结对接组成,前者首先把圆波导TM01模转变为4个矩形波导中的TE10模,4个矩形波导的长度不等;后者再把4... 提出了一种结构紧凑的、能将圆波导TM01模或同轴波导TEM模转换为圆极化TE11模的高功率微波模式转换器。该转换器由前后2个十字转门波导结对接组成,前者首先把圆波导TM01模转变为4个矩形波导中的TE10模,4个矩形波导的长度不等;后者再把4个经过不同相位延迟的矩形波导TE10模转变为圆波导中的圆极化TE11模。对所设计的1.75GHz模式转换器进行了仿真研究,在中心频率上,该模式转换器转换效率为99%,轴比为0.03dB;在1.575~1.900GHz的频率范围内,转换效率大于90%,轴比小于2.5dB,对应带宽为18.6%。 展开更多
关键词 高功率微波 模式转换器 圆极化 波导结
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准共线集成声光模式转换器的性能分析与设计 被引量:3
5
作者 吕敏 崔建民 +2 位作者 刘维 崔芳 孙雨南 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期662-665,共4页
报道了一种SiO2 薄膜声波导和Ti∶LiNbO3 光波导之间存在一个角度的准共线的模式转换器结构,利用波导模式分析导出薄膜声波导的宽度限制;利用模式耦合理论得出了声光模式转换特性和耦合系数的加权形式 实现了对耦合系数的加权,较好地抑... 报道了一种SiO2 薄膜声波导和Ti∶LiNbO3 光波导之间存在一个角度的准共线的模式转换器结构,利用波导模式分析导出薄膜声波导的宽度限制;利用模式耦合理论得出了声光模式转换特性和耦合系数的加权形式 实现了对耦合系数的加权,较好地抑制了旁瓣 在综合考虑旁瓣和线宽的条件下,设计了这种TE/TM声光模式转换器,其旁瓣为-16. 8dB, -3dB线宽和-10dB线宽分别为1. 37nm和2. 31nm。 展开更多
关键词 光通信 声光模式转换器 加权耦合 旁瓣
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TE_(01)-TE_(11)模式转换器的带宽特性 被引量:3
6
作者 王强 周海京 +2 位作者 杨春 李彪 叶建 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期689-692,共4页
针对模式转换器设计中在相同的中心频点转换效率下模式转换器越短带宽越宽的传统观点,研究发现了最佳长度的存在,即当结构长度大于最佳长度时,带宽随着结构长度增加而减小,当结构长度小于最佳长度时,带宽随着结构长度增加而增加。通过... 针对模式转换器设计中在相同的中心频点转换效率下模式转换器越短带宽越宽的传统观点,研究发现了最佳长度的存在,即当结构长度大于最佳长度时,带宽随着结构长度增加而减小,当结构长度小于最佳长度时,带宽随着结构长度增加而增加。通过对中心频率35GHz、半径13.6mm的TE01-TE11模式转换器进行的验证发现,最佳长度为550mm,此时带宽达到最大值6.28%。 展开更多
关键词 耦合波 模式转换器 迭代法 带宽特性
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紧凑型宽带TE_(01)-TE_(02)模式转换器 被引量:3
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作者 王强 周海京 +1 位作者 杨春 李彪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期415-418,共4页
在传播常数随半径变化的情况下近似分析了两模转换条件,得到了模式转换器的初始结构,然后调用迭代法进行优化,最终能得到结构紧凑、带宽较宽、转换效率高的模式转换器。设计了两周期的Ka波段和一周期的W波段TE01-TE02模式转换器,带宽(... 在传播常数随半径变化的情况下近似分析了两模转换条件,得到了模式转换器的初始结构,然后调用迭代法进行优化,最终能得到结构紧凑、带宽较宽、转换效率高的模式转换器。设计了两周期的Ka波段和一周期的W波段TE01-TE02模式转换器,带宽(转换效率95%以上频带宽度)分别达到2.47,8GHz。CST仿真结果与耦合波仿真程序计算结果吻合较好,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 过模波导 耦合波 模式转换器 迭代法
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金属光子晶体高功率微波模式转换器冷测研究 被引量:2
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作者 徐莎 张勇 +3 位作者 王冬 施美友 秦奋 文杰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期171-174,共4页
研究了同轴传输线中金属光子晶体的电磁特性,在此基础上优化了一种适用于窄带高功率微波源系统的金属光子晶体TEM-TE11模式转换器。该结构通过沿传输线角向部分填充的金属光子晶体实现移相。采用数值仿真程序对L波段模式转换器进行计算,... 研究了同轴传输线中金属光子晶体的电磁特性,在此基础上优化了一种适用于窄带高功率微波源系统的金属光子晶体TEM-TE11模式转换器。该结构通过沿传输线角向部分填充的金属光子晶体实现移相。采用数值仿真程序对L波段模式转换器进行计算,在1.57GHz中心频率上,模式转换器转换效率为99%;在1.533~1.609GHz频率范围内,模式转换器效率大于90%,相对带宽4.8%。加工了TEM模式激励器和辐射天线,并在微波暗室对模式转换器进行了小信号测试,验证了模式转换器的性能。 展开更多
关键词 高功率微波 模式转换器 冷测实验 金属光子晶体 色散特性
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矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器的设计 被引量:4
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作者 龚云峰 谢拥军 +1 位作者 蒋永辉 雷斐然 《电子器件》 CAS 2009年第1期178-180,共3页
矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器是高功率微波测试系统中的关键组件。针对这一问题,本文首先建立了模式转换器的N端口波导结全波分析模型,然后计算了模式转换器的反射系数。给出一种优化设计方法。最后,优化设计了一个X波段的矩... 矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器是高功率微波测试系统中的关键组件。针对这一问题,本文首先建立了模式转换器的N端口波导结全波分析模型,然后计算了模式转换器的反射系数。给出一种优化设计方法。最后,优化设计了一个X波段的矩形波导到高功率过模圆波导模式转换器,其结构紧凑,反射系数小且电场极化为垂直方向。测量结果与仿真结果吻合良好,证明了设计方法的可行性。 展开更多
关键词 高功率微波 过模波导 模式转换器 有限元方法
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95GHz准光模式转换器实验研究 被引量:1
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作者 屈劲 薛长江 +4 位作者 潘文武 陈鑫 余川 施美友 陈世韬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期157-161,共5页
介绍了采用95 GHz准光模式转换器将TE62模式转换为高斯波束的实验测试结果。准光模式转换器由螺旋切口的Vlasov辐射器、一个准抛物柱面反射镜和两个相位修正镜组成。将半径5.62 mm圆波导内的TE62模式转换为束腰直径22.4 mm的高斯波束。... 介绍了采用95 GHz准光模式转换器将TE62模式转换为高斯波束的实验测试结果。准光模式转换器由螺旋切口的Vlasov辐射器、一个准抛物柱面反射镜和两个相位修正镜组成。将半径5.62 mm圆波导内的TE62模式转换为束腰直径22.4 mm的高斯波束。实验采用毫米波天线近场扫描测试系统测试,实验结果表明标量转换效率大于97%,矢量转换效率大于88%。 展开更多
关键词 准光模式转换器 相位修正镜 回旋管 毫米波
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S波段矩形波导TE10-圆波导TM_(01)模式转换器的研究 被引量:2
11
作者 雷乐 周振宇 +2 位作者 翁明 林舒 曹猛 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期537-546,共10页
为满足S波段高功率微波在线测量时对圆波导耦合器进行标定的需求,本文研制了一种高转换效率的S波段矩形波导TE10模式转圆波导TM_(01)模式的模式转换器。采用CST软件对模式转换器的结构进行了仿真和优化设计,并从频域和时域两方面对所研... 为满足S波段高功率微波在线测量时对圆波导耦合器进行标定的需求,本文研制了一种高转换效率的S波段矩形波导TE10模式转圆波导TM_(01)模式的模式转换器。采用CST软件对模式转换器的结构进行了仿真和优化设计,并从频域和时域两方面对所研制的模式转换器的性能进行了测量。频域方面的仿真和测量结果表明,模式转换器的工作中心频点位于2.1 GHz处,在工作带宽60 MHz范围内,S11<-20 dB,S21>-0.1 dB。时域方面的仿真和测量表明,模式转换器具有较好的脉冲响应,可以应用于脉冲宽度为几十纳秒以上的工作场合。频域和时域两方面的测量都表明,在2.1GHz处,模式转换器的插损小于0.1 dB,表明该模式转换器的转换效率较高。以本文研制的模式转换器为核心,配以商品化的波导同轴转换器后,研制的圆波导TM_(01)模式激励器已经成功用于圆波导耦合器的性能标定之中。 展开更多
关键词 高功率微波 在线测量 TM_(01)模式转换器 TM_(01)模式激励器
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螺旋波导TE_(m1)-TE_(11)模式转换器的设计 被引量:2
12
作者 孙旭 赵青 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1685-1688,共4页
基于耦合波理论,对螺旋波导(蛇形线微扰)94 GHz、6周期TE01-TE11模式转换器和10.24GHz4、周期TE31-TE11模式转换器进行了设计和数值分析。通过解耦合波方程得出模式转换器中各模式成分的比例关系,并对转换器的参数做进一步修正,然后利... 基于耦合波理论,对螺旋波导(蛇形线微扰)94 GHz、6周期TE01-TE11模式转换器和10.24GHz4、周期TE31-TE11模式转换器进行了设计和数值分析。通过解耦合波方程得出模式转换器中各模式成分的比例关系,并对转换器的参数做进一步修正,然后利用电磁仿真软件进行模拟。两种转换器在中心频率处的模拟转换效率均达到98%以上,95%以上带宽超过2 GHz,仿真结果与理论分析吻合得较好。 展开更多
关键词 高功率微波 模式转换器 螺旋波导 耦合波理论 转换带宽
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同轴插板式模式转换器反射特性 被引量:1
13
作者 袁成卫 刘庆想 钟辉煌 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期121-125,共5页
同轴插板式模式转换器是一种新型高功率微波TEM-TE11模式转换器。回顾了模式转换器中的模式转换过程,通过分析不同模式转换过程中波导不连续性结构的反射特性,得到了模式转换器总的反射特性。指出不连续性结构将在输入口形成同轴TEM和同... 同轴插板式模式转换器是一种新型高功率微波TEM-TE11模式转换器。回顾了模式转换器中的模式转换过程,通过分析不同模式转换过程中波导不连续性结构的反射特性,得到了模式转换器总的反射特性。指出不连续性结构将在输入口形成同轴TEM和同轴TE11反射模;通过选择模式转换器的内外径尺寸可以消除TE11反射模;通过在输入口引入匹配金属杆和合理设计内导体末端锥体结构可以减小TEM反射模。 展开更多
关键词 模式转换器 高功率微波 反射特性
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圆周型光斑模式转换器 被引量:1
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作者 秦华 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1210-1214,共5页
提出了一种圆周型光斑模式转换器——透明玻璃圆锥体,根据光的全反射原理论证了光在该圆锥体中的传输规律和对光束光斑模式的转换原理。利用光线追迹方法模拟了光在光斑模式转换器中的传输过程和对光斑模式的转换效果。结果显示圆锥体... 提出了一种圆周型光斑模式转换器——透明玻璃圆锥体,根据光的全反射原理论证了光在该圆锥体中的传输规律和对光束光斑模式的转换原理。利用光线追迹方法模拟了光在光斑模式转换器中的传输过程和对光斑模式的转换效果。结果显示圆锥体的顶角等于一系列特定值时,垂直圆锥体底面入射的光束经过该圆锥体后光束沿着其母线方向出射,在垂直于圆锥体轴线的平面上形成一圆周型光斑,其光能量全部集中在圆周上。圆周型光斑模式转换器还可以与透镜结合使用,只改变光斑模式而不改变光束的传输方向。该圆周型光斑模式转换器具有结构简单、容易制造、能量损失小等优点。 展开更多
关键词 几何光学 光斑模式转换器 光全反射原理 光线追迹
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微波等离子体CVD装置中的微波模式转换器的模式研究 被引量:1
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作者 吕庆敖 邬钦崇 《真空电子技术》 1997年第5期12-15,共4页
为提高微波等离子体化学气相沉积(MP-CVD)金刚石膜的面积和沉积速率,我们成功研制了5kW水冷不锈钢反应腔式MP-CVD装置。本文主要给出微波模式转换器中微波模式分布的理论假设、实验测定和推导。结论:矩形彼导中的T... 为提高微波等离子体化学气相沉积(MP-CVD)金刚石膜的面积和沉积速率,我们成功研制了5kW水冷不锈钢反应腔式MP-CVD装置。本文主要给出微波模式转换器中微波模式分布的理论假设、实验测定和推导。结论:矩形彼导中的TE10模式或转变为同轴线中的TEM模式,再由TEM模式转变为圆柱形波导中的TM01模式。本文最后给出TEM模式,TM01模式的初相位。 展开更多
关键词 MP-CVD 模式转换器 微波 等离子体
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斜接弯波导模式转换器
16
作者 袁成卫 钟辉煌 张强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1311-1314,共4页
经理论分析得出,一段小曲率半径弯曲圆波导的传输特性和一段与其弯角相同、轴线长度相等的斜接弯波导的传输特性一致,从而提出了一种由多节直圆波导依次倾斜连接构成的TM01-TE11斜接弯波导模式转换器,并介绍了该模式转换器的设计方法,... 经理论分析得出,一段小曲率半径弯曲圆波导的传输特性和一段与其弯角相同、轴线长度相等的斜接弯波导的传输特性一致,从而提出了一种由多节直圆波导依次倾斜连接构成的TM01-TE11斜接弯波导模式转换器,并介绍了该模式转换器的设计方法,给出了设计实例。优化结果表明,所设计的模式转换器在中心频率上均具有99%以上的转换效率。 展开更多
关键词 高功率微波 模式转换器 圆波导 波导接头
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同轴插板式模式转换器频率特性研究
17
作者 袁成卫 钟辉煌 刘庆想 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期708-711,716,共5页
通过分析同轴插板式模式转换器的模式耦合过程,推导了模式转换器转换效率与频率的关系式,进而研究了其频带宽度与转换器同轴波导内外径参数之间的关系。通过数值计算,给出了可获得最大带宽的模式转换器设计条件:同轴波导的内、外半径之... 通过分析同轴插板式模式转换器的模式耦合过程,推导了模式转换器转换效率与频率的关系式,进而研究了其频带宽度与转换器同轴波导内外径参数之间的关系。通过数值计算,给出了可获得最大带宽的模式转换器设计条件:同轴波导的内、外半径之和约为波长的0.824倍,外半径小于波长的0.525倍。 展开更多
关键词 模式转换器 高功率微波 频率特性 同轴波导
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模式转换器耦合波方程组的微波网络矩阵解法
18
作者 袁成卫 钟辉煌 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期62-65,共4页
求解具有边值条件的耦合波微分方程组是研究变截面波导或弯曲波导模式转换器的基本方法。利用微波网络理论,给出了一种求解边值条件耦合波微分方程组的新方法,以简化求解过程,并使得解的物理意义更加明确。对于一个考虑了N个微波模式相... 求解具有边值条件的耦合波微分方程组是研究变截面波导或弯曲波导模式转换器的基本方法。利用微波网络理论,给出了一种求解边值条件耦合波微分方程组的新方法,以简化求解过程,并使得解的物理意义更加明确。对于一个考虑了N个微波模式相互作用的耦合波微分方程组,通过分别赋予其2N个不同的初值条件并求解,可得到该方程组所描述模式转换器的传输矩阵和散射矩阵,进一步利用散射矩阵可得到给定边值条件下微分方程组的解。 展开更多
关键词 耦合波理论 微分方程组 微波网络 模式转换器 波导
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915 MHz TE10-TE01模式转换器设计
19
作者 董健 刘甫坤 +3 位作者 赵连敏 闫新胜 徐伟业 汤允迎 《核电子学与探测技术》 北大核心 2017年第1期33-36,共4页
本文设计了一种可实现矩形波导TE10模式转换为圆波导TE01模式的转换器,用于电子回旋共振(ECR)技术薄膜沉积,使微波功率以特定模式分布在反应腔中与磁场共同作用产生等离子体,并由磁控管输出的微波中心频率为915 MHz。在满足工作带宽要... 本文设计了一种可实现矩形波导TE10模式转换为圆波导TE01模式的转换器,用于电子回旋共振(ECR)技术薄膜沉积,使微波功率以特定模式分布在反应腔中与磁场共同作用产生等离子体,并由磁控管输出的微波中心频率为915 MHz。在满足工作带宽要求的基础上尽量提高转换效率,抑制噪声模式。通过三维仿真软件HFSS对结构进行优化,在915 MHz中心频率处转换效率达到99.90%,在中心频率20MHz范围内转换效率达到99.00%,能够满足磁控管工作频率在915 MHz下的带宽要求。 展开更多
关键词 模式转换器 TE10模式 TE01模式 功分器
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一种模式转换器中的谐振现象分析
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作者 弓金刚 张明涛 +3 位作者 万继响 田步宁 汪洋 吕庆立 《空间电子技术》 2014年第2期23-27,共5页
模式转换器是微波工程应用中的重要微波器件。文章分析了一种TM_(01)-TE_(11)波导模式转换器设计过程中出现的谐振现象,利用波导谐振腔理论计算了波导模式转换器的谐振频率,并通过本征模方法对分析与计算结果进行仿真验证。分析计算结... 模式转换器是微波工程应用中的重要微波器件。文章分析了一种TM_(01)-TE_(11)波导模式转换器设计过程中出现的谐振现象,利用波导谐振腔理论计算了波导模式转换器的谐振频率,并通过本征模方法对分析与计算结果进行仿真验证。分析计算结果与实际结果基本吻合,最大误差小于0.16%。同时,文中分析了产生误差的主要原因。 展开更多
关键词 模式转换器 谐振 模式分析
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