[发明专利]毫米波-太赫兹频段的超高阶波导模式激励器及实现方法

摘要

本发明公开了一种毫米波‑太赫兹频段的超高阶波导模式激励器及实现方法。本发明通过在金属圆波导前接入同轴线引入激励源，输入激励方式简单；采用环形介质光栅，将轴对称波导模式转换为超高阶波导模式；并且通过改变环形介质光栅的角向周期数，控制输出模式的角向指数；通过控制金属圆波导的半径，控制超高阶波导模式的径向指数；金属圆锥将环形介质光栅内部激发的轴对称波导模式封闭在环形介质光栅内，从而提高超高阶波导模式的纯度；本发明结构简单，能够实现任意圆波导的TM模式的激励。

主权项

1.一种毫米波‑太赫兹频段的超高阶波导模式激励器，其特征在于，所述超高阶波导模式激励器包括：同轴线、金属圆波导、环形介质光栅和金属圆锥；其中，在金属圆波导前设置同轴线，所述金属圆波导与同轴线同轴，同轴线的同轴线输入端口与金属圆波导的前端封闭，形成垂直于轴的封闭面；在金属圆波导内紧贴封闭面设置环形介质光栅，同轴线的线芯深入至环形介质光栅内，金属圆波导的直径大于环形介质光栅的外径，二者之间形成透射区域；环形介质光栅包括两种介电常数不同的材料，沿角向周期性均匀间隔分布；在金属圆波导内环形介质光栅的末端设置金属圆锥，所述金属圆锥的底面贴合环形介质光栅，环形介质光栅的外径等于金属圆锥的底面的直径，金属圆锥为金属材料的实心圆锥体；所述同轴线、金属圆波导、环形介质光栅和金属圆锥共轴；激励源通过同轴线输入端口引入，在金属圆波导内部激发起的电磁波具有轴对称波导模式；在同轴的环形介质光栅的散射作用下，散射波包含各次空间谐波分量，除了0次空间谐波外，其他高次空间谐波在角向存在驻波；调整环形介质光栅的结构参数，从而将轴对称波导模式转换为只含有单一空间谐波的超高阶波导模式；金属圆波导将超高阶波导模式输出，并且金属圆波导的半径控制超高阶波导模式的径向指数；环形介质光栅末端的金属圆锥将环形介质光栅内部激发的轴对称波导模式封闭在环形介质光栅内，从而提高超高阶波导模式的纯度。