[实用新型]一种Ka波段圆波导TE01模式激励器

说明书

技术领域

本实用新型涉及模式激励器技术领域，具体涉及一种Ka波段圆波导TE01模式激励器。

背景技术

根据圆波导TE01模式(模式)的场结构分布可知，它具有以下几个特点：(1)是轴对称模，不存在极化简并模；(2)传输损耗低，且随频率提高，损耗反而下降；(3)具有较少的模式竞争数，可以简化模式转化过程。由于以上特性，模式在高功率微波器件中得到了广泛的应用。其中，模式就被作为部分回旋管的工作模式。由于回旋管腔体输出的工作模式不能被直接使用，因此无法对系统的性能进行冷测，比如对谐振腔的Q值和频率，以及输入窗和输出窗传输反射特性的测试等，所以往往需要特定的模式激励器来模拟回旋管的工作模式，从而可以对此高频系统进行测试。如今各种特定的模式激励器得到国内外广泛的研究。

模式激励器进行实验测试时，要求高模式转换效率、高模式纯度、结构紧凑、易加工和宽频带。目前，模式激励器有扇形模式激励器、侧壁耦合模式激励器、十字交叉模式激励器和H面弯曲模式激励器等。在“《Journal of Infrared,Millimeter,and Terahertz Waves》，2005年，第26卷第19期，1407-1415页”所公布的扇形模式激励器，该结构转换效率偏低，杂模较多，结构复杂，难以实现，一般采用电铸的方法制作，制作成本也高。在“《大众科技》，2013年，第15卷162期，1-3页”所公布的侧壁耦合模式激励器，虽然其结构紧凑性好，转换效率高和频带宽，但是由于应用了功分网络，对工艺水平要求很高。在“《真空科学与技术学报》，2013年，第33卷第4期，309-314页”中公布的十字交叉模式激励器是把矩形波导中的TE₁₀模逐步转变为圆波导的TE₀₁模，虽说工作频带宽，转换效率高，输出的模式纯度高，但模型体积较大，且以电镀的方式进行加工，所以造价昂贵。在“《强激光与粒子束》，2014年，第26卷第6期，114-118页”中所提到的H面弯曲模式激励器，该模式激励器的纯度在98％以上且转换效率在95％以上的相对带宽可达4.2GHz,该结构具有紧凑性好，转换效率和纯度都较高，频带较宽等优点，但是在一般情形下，当圆波导的横截面具有椭圆小变形时，一种圆波导波型将分裂为两个波型，所以对于椭圆波导加工，精度要求较高。

实用新型内容

针对现有模式激励器无法同时满足高转换效率和易于加工要求的问题，提供一种Ka波段圆波导TE01模式激励器。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种Ka波段圆波导TE01模式激励器，该模式激励器由以下5个部分组成：

第一部分即正交波导由2个矩形波导所组成；这2个矩形波导包括1个前后贯通的标准矩形波导和1个过模矩形波导；过模矩形波导的一个端口开设在其宽侧面上，另一个端口开设在其后端面上；标准矩形波导垂直立设在过模矩形波导的侧宽面上，且标准矩形波导的一个端口与过模矩形波导的侧宽面上的端口相接；

第二部分即矩形阶梯波导由4个矩形波导所组成；这4个矩形波导均为前后贯通的标准矩形波导；这4个矩形波导的尺寸逐渐变化，且端口首尾相接成阶梯形；

第三部分即均匀方波导由1个矩形波导所组成；该矩形波导为前后贯通的标准矩形波导；

第四部分即骨形阶梯波导由9个骨形波导所组成；这9个骨形波导前后贯通；这9个骨形波导的尺寸逐渐变化，且端口首尾相接成阶梯形；

第五部分即均匀圆波导由1个圆形波导所组成；该圆形波导为前后贯通的标准圆形波导；该圆形波导内置有销钉；

正交波导的一个端口形成模式激励器的输入端口；正交波导的另一端口与矩形阶梯波导的尺寸偏小的端口连接，矩形阶梯波导的尺寸偏大的端口与均匀方波导的一个端口连接；均匀方波导的另一个端口与骨形阶梯波导的尺寸偏小的端口连接，骨形阶梯波导的尺寸偏大的端口与均匀圆波导的一个端口连接，均匀圆波导的另一个端口形成模式激励器的输出端口。

上述方案中，正交波导的标准矩形波导的另一个端口形成模式激励器的输入端口，过模矩形波导的另一个端口与矩形阶梯波导的尺寸偏小的端口连接。

上述方案中，正交波导的过模矩形波导的前端面封闭，且与窄侧面形成倒角。

上述方案中，正交波导的标准矩形波导的中轴线与过模矩形波导的中轴线相交。

上述方案中，矩形阶梯波导的4个矩形波导的侧面的四角形成倒角。

上述方案中，矩形阶梯波导的4个矩形波导的长度均是1/4波长。

上述方案中，均匀方波导的矩形波导的侧面的四角形成倒角。