圆电模到圆波导主模变换器的理论设计.pdf

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1、设计开发_ll4◇?圆电模到圆波导主模变换器的理论设计薛智浩魏利郝(中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081)摘要：本文介绍了圆电模到圆波导主模变换器的设计理论，简要介绍了解该初值问题所采用的龙格库塔算法；在此基础上，matlab'~言编制了计算程序，计算结果表明，在不同频段该变换器的转换效率可以达到98％以上，利用程序可以计算不同半径、不同频点处的圆电模到圆波导主模的变换器。关键词：模式变换器圆电模Ka频段中图分类号：TN624；TN252文献标识码：A文章编号：1007—9416(2014)0

2、3—0164-021引言在数学上，将模式变换器等效为线性方程组：在毫米波电磁频谱的开发方面，回旋管系列起着极其重要的作=ZK：(z)exp(jAfl=z)(1)用。回旋管在毫米波雷达、通信、受控热核聚变、高能粒子加速器及等离子体加热等领域的诱人应用前景，使回旋管的研究和开发在国其中，为变换器中传播模式的振幅，(z)相应的耦合模际上受到了高度重视。自7O年代中后期至现在，许多国家在该领域式，为耦合系数，从麦克斯韦方程出发经过复杂的推导，可得耦投入了大量的人力物力进行研究。中国自七十年代末开始也一直在合系数如下：进行

3、跟踪研究。目前，国际上回旋管研究取得了很大进展，已形成了一个回旋管系列=GCzdS']却(2)真空电器件的基本原理是将电子的能量耦合到电磁场，从而对场进行放大，输出符合实际需求的高能量电磁波。其中，回旋行波管Cl，C为相应常数，为相对应的变换器变型，需要根据不同是一种功率高、带宽大的微波放大器件。由电子与电磁场的互作用的变换需求进行专门设计。该变换器可以用矩阵形式表示如下：原理出发，要求在该类型器件中工作的电磁场模式为圆电模dz=【Ix(3)(，)。而在实际工程应用中，后续的器件要求微波放大器的输出模式为圆波导的

4、主模(7-)[3-5]。为此，非常有必要对圆电模到圆波其中，X为与各模式对应的列矩阵，f1为与变换器结构对应导主模变换器进行研究。本文介绍了该变换器的设计原理及在此基的耦合系数矩阵。计算时，初始矩阵为：【l，0，0⋯J。础上进行的设计计算，给出了计算结果。3算法介绍2理论基础数值分析中，龙格一库塔法(Runge-Kutta)是用于模拟微分方各个模式及总能量沿转向分布情况程的解的一类迭代法，其中它可以解决如下初值问题：1、、一～各个梭式发憨能沿轴向分m恼况O．8一／_、／；一一啊r、～一1EO1骂o．8／～1E2t

5、皿0．1^、～一m11f-、roleI0．20签—，———＼，√／一00．010．020030040．050060．07z／mm图3R=6mm，Q波段变换变器图1R=6mm，Ka波段变换变器符个梭武及总能鬃淤象l囱分情况各个横式及总能置沿轴向分布情况zlm图4R=8mm，Q波段变换变器⑩图2R=8mm，Ka波段变换变器⋯⋯下转第166页设计开发特定的设计问题的设计的模式，这样做的话还会存在一些难度的。了代码量。本节将提供一些在通信监测系统中选择，提供一些使用设计模式的7结语方案。通过上述的分析，我们能够可知，软件

6、设计的模式具备很高的6．IADAPTER(适配器)模式应用的价值，它可以对于成功系统的设计实施分离，进而实现优秀生活中有很多Adapter的例子。比方说，你买了一款舒适、手感的设计经验和技术的可复用性。从而把软件设计的模式应用在通信极佳的键盘，它是P／S接口的，然而你的新式电脑已经淘汰了P／S接的监测系统设计之中，就能复用现有的设计经验以及技术，然后更口，只提供USB接口。此时，为了能够使用这款键盘，就需要一个转好的完成通信监测的系统的相关的开发以及应用。本文利用相关的接头，它的一头是P／S接口的，用来连接键盘；

7、另一头是USB的，用实例表述了设计的模式对于通信监测的系统之中的相关应用。通信来连接电脑。类似这样的转接头就充当一个Adapter的作用。类似的的监测系统是一项极为复杂的软件的工程，通过应用的设计模式，例子还有电源的三相／两相转接头等等。Adapter模式应该是设计模式中一个轻量级的模式，实现起来也比较简单，有时候不经意中，能有效地减少重复的设计，减少相关的风险，提升软件质量以及开你可能就已经实现了一个Adapter模式，只是自己没有发现而已。发的效率。Adapter~配器分为两种：类适配器和对象匹配器。在新的系

8、统之中参考文献利用适配器，保证了新旧的协议模块的完美整合，使得系统能对全[1]邸洪涛．软件设计模式应用初探[J]．硅谷，201l(8)：190-i90．部的协议模块实施统一的管理。[2]张传锴，李玉良，刘井元．超宽带技术在矿井救援通信监测系统中现在利用原有程序实施必要的适配，保证原有的接口能满足新的应用[J]．煤矿安全，2012，43(10)：109一l10，113．的系