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专利号: 2017108471707
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双频大功率波导转弯结构,包括90度弯曲椭圆波导、以及设置于其两端的输入端过渡结构、输出端过渡结构;所述波导弯头内壁光滑过渡;

所述输入端过渡结构,包括第一过渡段、第一移相段、第二过渡段、第二移相段,其中过渡段均为线性过渡;所述输出端过渡结构与输入端过渡结构镜相对称设置;

所述第一过渡段为圆-椭圆过渡波导,将前级输入圆波导过渡为第一移相段;

所述第一移相段为椭圆波导,且长轴与90度弯曲椭圆波导长轴相同、短轴为90度弯曲椭圆波导短轴1.05-1.1倍;

所述第二过渡段为椭圆-椭圆过渡波导,将第一移相段过渡为第二移相段;

所述第二移相段为椭圆波导,且横截面尺寸与90度弯曲椭圆波导相同;

所述90度弯曲椭圆波导的轴线为四分之一圆弧,且椭圆长轴垂直于弯曲面;

所述90度弯曲椭圆波导的轴线长度L与 模式和TE01模式的拍波波长长度相同,即90度弯曲椭圆波导的轴线长度L和转弯半径R满足如下的公式:其中 为拍波波长,R为90度弯曲椭圆波导曲率半径, 为 的传播常数,为TE01模式的传播常数,Δβ为传播常数差;其中各个模式的传播常数由如下的本征方程决定:其中 为横向本征模函数,A为归一化幅度,cem、sem分别为角向马丢偶、奇函数,Jem、Jom分别为径向马丢偶、奇函数;η、ξ分别为椭圆柱坐标系角向坐标和径向坐标;ω、β分别是电磁波的角频率和传播常数;t、z分别是时间变量和轴向距离;q是一个无量纲参数,其与横向传播常数k⊥的关系满足等式(4):其中h为椭圆横截面半焦距,且 a为椭圆横截面半长轴,b为椭圆横截面半短轴;k⊥为横向传播常数,与自由空间中的传播常数k的关系如式(5):所述椭圆横截面长、短半轴选取应使拍波波长满足: 和TE01模式的拍波波长是TE12模式与TE01模之间的拍波波长和TE11模式与TE01模之间的拍波波长的公倍数,即满足式(6),以使寄生模式 模、TE12模和TE11模在 和TE01模式的一个拍波波长处全部耦合回到TE01模式;

其中,N1和N2表示正整数; 表示 模式与TE01模式的拍波波长; 表示模式与TE01模式的拍波波长, 表示 模式与TE01模式的拍波波长。

2.如权利要求1所述的一种双频大功率波导转弯结构,其特征在于:90度弯曲椭圆波导横截面椭圆偏心率为0.5-0.6。

3.如权利要求1所述的一种双频大功率波导转弯结构,其特征在于:该转弯结构还包括设置于90度弯曲椭圆波导内侧的支撑结构,支撑结构由三根呈三角形连接的金属杆组成。

4.如权利要求1所述的一种双频大功率波导转弯结构,其特征在于:波导各部分均采用材料为铝的凹凸法兰连接;法兰连接处配有保证装配精度的定位销钉。