圆波导TE21模式激励器-开题答辩ppt课件

1、争辩人：汪艳指点教师：李少甫教授圆波导TE21方式鼓励器 开题争辩西南科技大学 信息工程学院 1CONTENTS123背景意义研讨内容设计目的西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technology24设计思想5设计流程6进度安排研讨意义盘旋管作为重要的毫米波源，其输出方式为混合方式，不利于直接传输或辐射，需求进展方式转换，设计好后的方式转换器需求进展冷测，这时，就需求采用方式鼓励器模拟盘旋管的输出以提供冷测系统中的输入源毫米波频率范围：30GHz-300GHz盘旋管作为毫米波源，在高功率微波武器、新型资料、等离子体加热等运用方面

2、的前景非常宽广。混合方式盘旋管输入为一种或几种的混合方式，它们的极化方向不稳定且辐射方向图为空心圆锥状，不能在空间进展远间隔传输，也不能直接运用。冷测很多时候必需借助准光方式变换器将盘旋管输出的方式转化为TEM00或HE11方式，为了防止在设计变换器时出错为浪费宏大的人力物力，经常采用在准光方式变换器安装前冷测的方法。1研讨背景西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technology1研讨背景国内外现状及消费需求情况西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technolo

3、gy目前方式鼓励器主要研讨方向有两个：波导构造、准光技术。传统的方式鼓励器输出的带宽较窄，而且尺寸过大。近年来，有很多新的实现方式鼓励的技术，比如有人提出了一种同轴插板波导方式鼓励器，虽然体积小，但是需求较多的控制元件。2021年，沈文渊等人研讨出了一种采用矩形波导TE10方式经过侧壁耦合馈入同轴波导，利用同轴波导的选模特性鼓励起目的方式。对于常规的Vlasov准光方式鼓励器，其旁瓣电平较高，能量不够集中，对此，有学者提出一种新型的螺旋形准光方式鼓励器，其能量转换效率高达95%。本设计鉴于准光方式鼓励器的复杂性和常规波导鼓励器的长度过长，效率过低的特点，根据同轴外导体的腔壁耦合和圆波导径向渐变

4、耦合实际，设计了圆波导TE21方式鼓励器，而且构造紧凑，有一定的带宽，转换效率高。研讨内容掌握麦克斯韦实际方法并分析得到圆波导在TE21方式下的场分布；基于开放式谐振腔实际，提出一种圆波导TE21方式鼓励器的设计方法；利用HFSS软件仿真优化设计矩形波导TE10-同轴波导TE21方式鼓励器，根据同轴到圆波导的渐变过渡，设计同轴TE21 -圆波导TE21方式鼓励器，最后基于开放式谐振腔实际对其进一步进展仿真优化设计。1研讨内容西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technologyABC运用HFSS设计线极化的圆波导TE21方式鼓励

5、器，在中心频率96 GHz下的方式纯度大于95%，转换效率大于90%的相对带宽大于5%；给出仿真设计模型图及S参数曲线和场分布图。假设时间允许，运用HFSS设计圆极化的圆波导TE21方式鼓励器，要求同样的目的。1设计目的西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technology圆波导TE21方式鼓励器的设计A波导实际分析为了最后准确的得到目的方式，需求先对其方式波在圆波导中的场分布进展分析并仿真。缓变界面实际经过对缓变界面实际的分析，得出波导尺寸的相关计算方法，以及同轴腔体内外半径比对方式特征值的影响。ABC矩形波导TE10同轴波

6、导TE21方式鼓励器同轴TE21圆波导TE21方式 鼓励器优化仿真BC1设计思想西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technology TE21方式下的圆波导电场幅值分布图在HFSS中仿真得到电场幅值分布图如右图所示，由此分析可以得到，当固定时，在径向方向上，从圆心到半径为a处，电场强度的变化为先增大再减小，且只需一个最大值。而当固定时，一周中共有四个极大值。波导实际分析1设计思想西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technology各方式特征值随C的变化曲线图本

7、任务的难点在于怎样设定同轴波导的尺寸让让其输出高纯度的TE21方式而又不鼓励起其他不期望的方式成分，以及怎样设定矩形波导的位置和尺寸以获得尽能够大的转换效率和方式纯度。详细的研讨步骤为： 根据同轴谐振腔实际分析得到波导尺寸求解公式和在不同半径比值下的方式特征值曲线，确定同轴波导的尺寸；圆波导TE21方式鼓励器11设计思想西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technology32分析结论最终完成的圆波导TE21方式鼓励器根本构造如图3所示，电子波束经过矩形波导TE10方式经过侧壁耦合馈入同轴波导，利用同轴波导的选模特性鼓励起TE2

8、1方式波，将同轴波导渐变为圆波导。同轴谐振腔模型在软件中进展大量的仿真实验，不断调理波导的尺寸和位置，使鼓励器的方式纯度大于90%，转换效率大于95%；进一步优化同轴波导，将同轴波导设计成开放式同轴谐振腔。由于同轴波导是开放的，因此无法在两端构成反射面，那么电磁场在波导内传播时是行波，无法构成谐振。开放式同轴谐振腔两端也是开放的，但是，其纵剖面是缓变界面，它能在两端构成反射面，电磁波在波导内传输时，可在反射面之间来回传播而构成谐振。1设计思想西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technology研讨阶段14253了解TE21方式

9、波在圆波导中的场分布以及传播方式特点第一阶段 利用HFSS数值仿真建立鼓励器的模型第三阶段 根据缓变截面波导实际将同轴腔改良为三段式谐振腔，得到进一步的优化并获得S12参数，直到满足目的要求。最终阶段 基于开放式谐振腔实际，提出一种圆波导TE21方式鼓励器的设计方法第二阶段 利用HFSS对建立的模型进展多次优化仿真，选择适宜的同轴内外半径，提高输出目的方式的纯度。第四阶段 1设计流程西南科技大学 信息工程学院 Southwest University of Science and technology1423 2021年12月，由教师下达义务书，跟导师见面，制定详细的研讨方案及任务安排，经过上

10、网或到学校图书馆、其他网站下载或查阅相关书籍，学习HFSS以及MATLAB软件，初步了解设计内容，确定设计方案；2021年23月，了解圆波导TE21方式变换器原理及运用领域，运用实际知识初步进展设计，并撰写开题报告； 2021年3月19日，开题争辩，根据争辩教师建议及时补漏与处理问题； 2021年4月，在HFSS软件中对设计的方式变换器各个部分单独进展仿真，运用实验法和实际分析相结合的方法，找出符合目的要求的构造参数，然后整体仿真，察看方式变换的场图，并用MATLAB软件绘制方式变换的转换效率曲线。 时间安排56 2021年5月，对初步建立好的仿真模型进展大量的优化仿真，直到仿真结果符合目的要求；整理资料，撰写毕业论文； 2021年6月，完善论文，预备争辩。6进度安排西