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椭圆波导的截止波长和衰减常数的理论计算

近年来电子工业及高新技术的发展,要求有高性能的微波传输线,椭圆波导作为长距离、可弯曲波导,应用于大天线,如卫星通讯的三十米天线中,作为主波导用,也可用作自由电子激光振荡器的波导。这些波导都是大椭圆度的,故以前的小椭圆度理论不足以适应现代的广泛应用。众所周知,椭圆波导的研究焦点集中在如何处理椭圆波导中出现的马丢函数的问题。长期以来,人们通过初等函数逼近,以求得简易的工程设计公式,但工作量和局限性都很大。我们通过严密的电磁场理论和数值模拟精确地和系统地计算出椭圆波导的马丢函数,从而解决了计算速度和普遍性应用问题。1椭圆波导中的电磁场采用椭圆柱坐标系e(径向)、队角向)和Z(轴向)来研究椭圆波导问题。设椭圆柱面e一Z。为理想导体壁,故e<z。的空间构成一空心波导,其中充有均匀媒质(或真空),导磁率和介电常数分别为p和。。设椭圆截面的长、短半轴分别为a和b,半焦距h一(a‘一hi)‘八。假定电磁场在波导内沿z轴的传播按规律exp(i。t...  (本文共5页) 阅读全文>>

中北大学
中北大学

W波段准椭圆波导带通滤波器研究

准椭圆带通滤波器能够以最小数量的谐振器提供陡峭的带外抑制,最小化相邻信道中的信号干扰,并且减小组件的体积和质量,能够较好满足现代通信系统提出的高性能、小尺寸的要求。随着无线通信系统频段向着更高频带的方向发展,为了保证低损耗和高功率处理性能,矩形波导是用于实现准椭圆带通滤波器的理想传输介质。本文基于无线通信系统的发展趋势,结合两种准椭圆滤波器实现方法,对W波段准椭圆波导带通滤波器进行了设计与加工。(1)本文基于交叉耦合理论设计了一款W波段准椭圆波导带通滤波器,在通带两侧各产生一个传输零点,通过调节耦合结构尺寸可以调整传输零点的位置,提高了滤波器的带外抑制。设计的滤波器中心频率为88 GHz,3 dB分数带宽为8.5%,插入损耗小于0.2 dB,回波损耗大于18 dB,在通带外3 GHz处带外抑制高于30 dB。(2)本文基于非谐振节点原理设计了一款W波段三阶准椭圆波导带通滤波器和一款五阶准椭圆波导带通滤波器,非谐振节点结构由T型结...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

《微波学报》2015年S2期
微波学报

毫米波椭圆波导带通滤波器的仿真设计

引言波导具有稳定的电磁特性和很小的传输损耗,因而可用于特定的微波、毫米波系统。椭圆波导因其容差性好的结构特点且兼具波导的优点被广泛应用于卫星通信和雷达领域的主馈线系统。因小椭圆度的椭圆接近于圆,大椭圆度的椭圆接近于矩形,故椭圆波导内部的电磁场模式分布介于圆波导和矩形波导之间,并且金属椭圆波导没有圆波导的简并模式和极化旋转现象,具有比矩形波导更高的功率携带效率因子[1,2],在毫米波亚毫米波系统中容易实现与圆波导或矩形波导的转换[3],加诸易于弯曲且小尺度变化对其电气特性影响小的优势,该种波导在毫米波领域应用较多。基于波导结构的带通滤波器是毫米波系统的关键器件之一。在波导中周期加载恰当形状的金属膜片可以在保证良好传输性能的同时获得慢波特性和阻带特性[4],便于设计性能优良的滤波器。在均匀椭圆波导中加载具有中心圆孔的金属膜片,膜片沿波导横向放置,并在传播方向上作周期加载,通过调节加载周期及内孔尺寸,可获得实际应用需求的滤波特性。一般...  (本文共3页) 阅读全文>>

《电子学报》1980年03期
电子学报

扇形、椭圆、半椭圆波导的研究

一、前一言 近代卫星通信设备中,椭圆波导及半圆波导等非圆波导已广泛地被采用〔‘、“〕,但对它们的工作特性现在还研究得很不够,本文就扇形波导、半椭圆波导等某些非圆波导中常用的几种横电波型进行了研究,指出了各个波型的应用范围,特别是对椭圆波导的工作特性给出了设计参考数据。二、圆扇形波导在圆柱坐标系中,横电波型的场分布函数 中一F(r,印)e一Y’式中,F(r,甲)=J。(kor)(cosP甲+Csin力甲),为简化起见,以后记为F;C为待定系数;J。(kor)为力阶贝塞尔函数;甲为圆柱坐标的角量,z为圆柱坐标的纵向传播轴,r为它的半径,它们与直角坐标的关系式是:“=rcos甲,y~rsin甲,:一z;丫为沿z轴的传播常数。下面先求边界条件,即 (1)当在空波导中只允许传播TEp。波时,则沿甲方向的电场分量在r一ao时为:一aF!“,卜一‘万刃},二。一”由此得到几二(k声)=O (2)当在圆波导中甲二O及甲二中处加入径向金属隔板时,...  (本文共18页) 阅读全文>>

《传输线技术》1982年02期
传输线技术

皱纹椭圆波导衰减特性的扫频测试

皱纹型椭圆波导的衰减特性在它的通频带内随着频率的升高而减少.它的测试方法可以用单频,也可以用扫频。由于扫频可给出明显而又连续的结果,又加上省掉繁复的计算,我们这里只介绍两种扫频测试方法.一、高频替代法 顾名思义,高频替代法的原理就是用一只精密衰减器进行替代。用它的每一标准衰减值画出一簇等耗线,然后去掉衰减接上被测波导,这样就可测出被测波导的良减值。 1.测试线路图和所用仪器(图1) (1)扫频信号发生器(二511),(2)同轴环行器,(3)同轴波长计,(4)波导同轴转换器,(5)、(6)定向祸合器(藕合度为10 dB,方向性为40 dB),(7)、(8)检波器,(9)标准极化式衰减器,(10)匹配负栽(全频带S簇1.02),(11)示波器(SBRI),(12)x一y记录仪(LZ3),(13)被测波导. 2.测试步骤 (1)接通电源,予热20分钟,将扫丹顷信号源打到工作位置。 (2)扫频信号源的“扫描选择”打到“自动”,“扫描速度...  (本文共4页) 阅读全文>>

《传输线技术》1973年02期
传输线技术

铝椭圆波导的特性

若频率超过3。。。兆周,则在广播和无线电通讯中应用的同轴电缆,由于损耗增大等原因,造成使用困难,因而就采用了波导管· 这些波导管一般是把3米到6米长的普通是矩形或圆形截面的波导管逐段连接起来,加上弯波导和扭波导等,组成馈线系统· 如果是具有可挠性并且是整条大长度的波导管的话,则不仅使敷设线路的设计及敷设工程变得容易,而且可以预期,由于在线路中不包含接头,因而没有在接头处所发生的反射迭加·损耗和噪声,’改即使在宽须带内也可以得到良好的电气待性·再者,因债线不会漏气,而使维护容易,所以也能经济地构成债线系统。 关于这种整条大长览的具有可挠性的波导,已研制了由平浴铝导恻勾成的近似椭圆截面的铝椭圆波导,作为祈型微波馈线,其特性令人注目。 目前已经研制了4一1名千兆赫频带内一些代表性的须段的铝棺圆波导,包含终端使用的椭圆—矩形变换器,其驻波系数为1 .05以下。 这种波导作为微波多路通信、电视广播演播室到天线之间馈电‘5 TL〕、野外通信...  (本文共8页) 阅读全文>>