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Ku波段新型大功率圆波导TE01模模式变换功率合成器

蔡茂 郑智文 徐勇 刘承让 程宇奇 周星宇 李金帅 魏彦玉 蔡金赤

蔡茂, 郑智文, 徐勇, 等. Ku波段新型大功率圆波导TE01模模式变换功率合成器[J]. 强激光与粒子束. doi: 10.11884/HPLPB202537.250048
引用本文: 蔡茂, 郑智文, 徐勇, 等. Ku波段新型大功率圆波导TE01模模式变换功率合成器[J]. 强激光与粒子束. doi: 10.11884/HPLPB202537.250048
Cai Mao, Zheng Zhiwen, Xu Yong, et al. Ku-band novel high-power circular waveguide TE01 mode conversion power synthesizer[J]. High Power Laser and Particle Beams. doi: 10.11884/HPLPB202537.250048
Citation: Cai Mao, Zheng Zhiwen, Xu Yong, et al. Ku-band novel high-power circular waveguide TE01 mode conversion power synthesizer[J]. High Power Laser and Particle Beams. doi: 10.11884/HPLPB202537.250048

Ku波段新型大功率圆波导TE01模模式变换功率合成器

doi: 10.11884/HPLPB202537.250048
基金项目: 国家自然科学基金项目(62171108);中国电子科技集团公司第十二研究所项目(K2301287)
详细信息
    作者简介:

    蔡 茂,24392188@qq.com

    郑智文,2622137524@qq.com

    徐 勇,xuyong01@uestc.edu.cn

  • 中图分类号: TN73

Ku-band novel high-power circular waveguide TE01 mode conversion power synthesizer

  • 摘要: 为在微波波段实现宽带大功率合成输出,设计并研制了一种新型大功率、宽带四路矩形波导TE10模到圆波导TE01模模式变换功率合成器。该模式变换功率合成器由两部分组成,分别是四路矩形波导TE10模合成变换到十字波导TE22模的结构,以及十字波导TE22模变换到过模圆波导TE01模的结构。仿真结果表明,在15.2~18.2 GHz的Ku波段内,TE10-TE01模式合成转化效率大于99.4%,最大可承受1.6 MW的脉冲功率输出。实验验证样品的背靠背冷测实验表明,该模式变换功率合成器在15.2~18.2 GHz频段内的最低合成效率为94%。仿真结果和冷测实验结果表明,该模式变换功率合成器具有工作带宽大、合成效率高、功率容量大的特点,可以较好地解决微波及毫米低端波段宽带大功率TE01模的模式变换和合成输出问题。
  • 图  1  新型大功率圆波导TE01模功率合成器结构示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of the new high-power circular waveguide TE01 mode power synthesizer

    图  2  四路TE10到十字波导TE22模式合成结构图

    Figure  2.  Schematic diagram of the four-channel TE10 to cross waveguide TE22 mode synthesis structure

    图  3  四路TE10到十字波导TE22模式合成结构的输入和输出场图

    Figure  3.  Input and output field plots of the four-channel TE10 to cross waveguide TE22 mode synthesis structure

    图  4  四路TE10到十字波导TE22模式合成结构仿真结果

    Figure  4.  Simulation results of the four-channel TE10 to cross waveguide TE22 mode synthesis structure

    图  5  十字波导TE22到圆波导TE01模式变换结构图

    Figure  5.  Schematic diagram of the cross waveguide TE22 to circular waveguide TE01 mode conversion

    图  6  十字波导TE22到圆波导TE01模式变换结构仿真结果

    Figure  6.  Simulation results of the cross waveguide TE22 to circular waveguide TE01 mode conversion

    图  7  Ku波段新型大功率圆波导TE01模模式变换功率合成器电场分布图

    Figure  7.  Electric field distribution diagram of a new high-power circular waveguide TE01 mode power synthesizer in Ku-band

    图  8  各路输入信号的功率差异和相位差异对功率合成效率的影响

    Figure  8.  The influence of power difference and phase difference of various input signals on power synthesis efficiency

    图  9  Ku波段新型大功率圆波导TE01模模式变换功率合成器优化仿真结果

    Figure  9.  Optimization simulation results of a new high-power circular waveguide TE01 mode power synthesizer in Ku-band

    图  10  Ku波段新型大功率圆波导TE01模模式变换功率合成器样品照片

    Figure  10.  Sample photo of Ku band new high-power circular waveguide TE01 mode power synthesizer

    图  11  Ku波段新型大功率圆波导TE01模模式变换功率合成器样品背靠背冷测结果

    Figure  11.  Back to back cold test results of a new high-power circular waveguide TE01 mode power synthesizer sample in Ku-band

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-03-19
  • 修回日期:  2025-07-17
  • 录用日期:  2025-07-20
  • 网络出版日期:  2025-07-23

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