[发明专利]一种检验“flower-petal”模式转换器中圆波导TE01

说明书

本发明提供了一种检验“flower‑petal”模式转换器圆波导中TE₀₁模式纯度的方法。本发明利用TE₀₁模电场沿圆周方向而无径向电场的特点，通过在圆波导中沿径向加入薄金属片，得到过滤杂模前后的散射参数，便可以快速计算得到TE₀₁模式纯度。该方法简单易实施，可快速检验TE₀₁模的纯度；在测量模式转换器的功率转换效率实验中，该方法对于验证实验数据的可靠性具有重要意义；该方法对于判断“flower‑petal”模式转换器性能的好坏及指导模式转换器结构的优化改进设计具有重要意义。

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种检验“flower-petal”模式转换器中圆波导TE₀₁模式纯度的方法。

背景技术

储能切换法脉冲压缩技术是一种能获得高功率增益的微波脉冲压缩方法，其中储能谐振腔的固有品质因数Q₀对系统功率增益起决定性作用。由于圆波导TE₀₁模功率损耗较小，工作在TE_01n模的圆柱储能腔具有非常高的品质因数，已被用于储能切换法脉冲压缩装置中。而通常情况下大功率速调管的输出模式为矩形波导TE₁₀模，因此，矩形波导TE₁₀-圆波导TE₀₁模式转换器成为了必不可少的关键性器件。

“flower-petal”模式转换器具有尺寸小、结构紧凑和功率容量较高的优点，而被用于储能切换法脉冲压缩装置中。“flower-petal”模式转换器的结构示意图如图1所示，其主要工作原理为首先在矩形波导H面中线位置插入一个尖劈，将输入的TE₁₀模功率等分至两个具有相同横截面的矩形波导中，再通过在两矩形波导H面开四个耦合缝与圆波导实现耦合，由于耦合缝的位置和尺寸选择满足圆波导TE₀₁模的强激励条件，矩形波导TE₁₀模将高效地转化为圆波导TE₀₁模。

在测量“flower-petal”模式转换器的矩形波导TE₁₀-圆波导TE₀₁模功率转换效率时，通常采用“背靠背”的测试方法，即把两个模式转换器的圆波导端对接，一个模式转换器的矩形波导端作为输入端，另一个模式转换器的矩形波导端作为输出端，通过测量两对接模式转换器的S参数，再计算出单个模式转换器的S参数。采用这种方法测得的TE₀₁模转换效率的可靠性是以圆波导TE₀₁模式纯度接近于1为前提的。然而目前还没有用于判断“flower-petal”模式转换器中圆波导TE₀₁模式纯度的方法，实验中通常假定圆波导中TE₀₁模功率远远大于其他模式。而事实上，这种假定不够严谨，因为“flower-petal”模式转换器的电性能对缝尺寸和短路面位置比较敏感，结构对称性的好坏和实际加工中的误差将会在圆波导中激励起除TE₀₁模以外的其他模式，影响模式纯度。现有技术中尚未见相关的检测方法和检测手段可以快速的获取圆波导中TE₀₁模的纯度，迫切的需要一种方法能够快速检测“flower-petal”模式转换器中圆波导TE₀₁模式纯度，以提升实验数据的可靠性和指导模式转换器结构的优化改进设计。

发明内容

本发明的目的是要解决检验“flower-petal”模式转换器圆波导中TE₀₁模的模式纯度的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种检验“flower-petal”模式转换器圆波导中TE₀₁模式纯度的方法，技术方案如下：

步骤一、选取两个工作于同一频点且相似性较好的“flower-petal”模式转换器；