94 GHz TE02模盤旋管Vlasov 格式變換器的設計與模仿
該文鉆研并設計了一個由Vlasov階梯型住口輻射器、扁圓面反照器和拋物面反照器組成的TE02模盤旋管準光格式變換器。率先采納多少何光學鉆研了階梯型住口輻射器、扁圓面反照器和拋物面反照器的具身段態(tài),再利用矢量繞射實踐綜合了其作業(yè)內(nèi)中,最初聯(lián)合94GHzTE02模盤旋管的具體參數(shù),編寫仿真程序詳盡探討了作業(yè)格式在此格式變換器中的變換內(nèi)中。模仿后果表明,94GHz盤旋管中的TE02模在輸入窗處被轉換為能量集中的準高斯波束,轉換效率為78.35%。
盤旋管是一類以電子盤旋脈塞(ElectronCyclotronMaser,ECM)為機理而停滯起來的快波器件[1],它填補了傳統(tǒng)微波管(如行波管、速調(diào)管等)和萊塞在毫米和亞毫米波段的決口[2-3],因此在受控熱核聚變的等離子體體加熱、高能粒子減速器、毫米波定向能刺刀、資料解決及等離子體體化學等畛域被寬泛利用[4-6]。
隨著盤旋管向著高效率、高功率停滯,其作業(yè)格式大多采納低虧耗的高階腔體格式,而高階腔體格式因為在傳輸內(nèi)中中存在重大的衍射和極化虧耗,理論上并不快宜于自在空間的傳輸,必須將其轉換為利于傳輸?shù)牡碗A波導格式或自在空間的高斯波束。采納傳統(tǒng)的波導格式變換器繼續(xù)格式降階變換時,變換器的尺寸碩大,加工困苦,且格式競爭和虧耗重大,理論上并不行行。因而,正常采納準光格式變換器(QuasiOpticalModeConverter)來兌現(xiàn)高階格式向低階格式的高效轉換。俄羅斯迷信家Vlasov等[7]率先提出的準光地線羅茨真空泵,后停滯變成Vlasov型準光格式變換器,不僅構造容易、緊湊而且無效,因而很快被寬泛使用到高功率微波畛域。
眼前,綜合設計正當?shù)臏使飧袷阶儞Q器已變成國內(nèi)上大功率級別盤旋管鉆研畛域的熱點問題[8-12]。因為我國在高效率高功率盤旋管的研制上面與國內(nèi)先進程度差距較大,海內(nèi)對大功率級別盤旋管橫向準光輸入的鉆研無論是無理論還是試驗上面都在于探尋階段[13-14],正是如此,聯(lián)合本試驗室具體管型詳盡設計和綜合準光格式變換器存在很強的事實意思。
白文將鉆研和設計一個實用于圓電模盤旋管準光輸入的Vlasov型準光格式變換器。率先,采納多少何光學鉆研并設計Vlasov住口輻射器和二級曲面反照器(由扁圓面反照器和拋物面反照器組成),再利用矢量繞射實踐綜合此格式變換器的作業(yè)內(nèi)中,最初經(jīng)過編寫劃算仿真程序模仿94GHzTE02模盤旋管具體參數(shù)下此格式變換器的作業(yè),并探討其輸入后果。
1、圓電模盤旋管Vlasov格式變換器的實踐
如圖1所示,白文鉆研的圓電模盤旋管Vlasov型準光格式變換器由Vlasov階梯型(SteppedCut)住口輻射器、扁圓面反照器和拋物面反照器組成。因為作業(yè)在高階腔體格式下的盤旋管其腔體尺寸和住口輻射器切割長短都遠遠大于其作業(yè)跨度,因而采納多少何光學實踐鉆研Vlasov準光格式變換器的機理并指點設計可以保障精度務求。
圖1圓電模Vlasov格式變換器構造示用意
4、論斷
準光格式變換器能將盤旋管內(nèi)作業(yè)的高階腔體格式轉換為利于自在空間傳輸?shù)木�極化低階波導格式或自在空間高斯格式,且其構造容易、緊湊高效,被寬泛地用來大功率級別盤旋管中。Vlasov格式變換器作為準光格式變換器的一種重要類型,在高功率微波畛域受到寬泛關注。白文詳盡鉆研并設計了一個由Vlasov階梯型住口輻射器、扁圓面反照器和拋物面反照器組成的Vlasov型準光格式變換器。率先采納多少何光學導出了Vlasov階梯型住口輻射器和曲面反照器實踐,再利用矢量繞射實踐綜合了此變換器的作業(yè)內(nèi)中,經(jīng)過編寫MATLAB劃算仿真程序零碎設計和綜合了作業(yè)效率為94GHz,作業(yè)格式為TE02模的W波段盤旋管的Vlasov格式變換器。模仿后果表明,94GHz盤旋管內(nèi)的作業(yè)格式TE02圓電模被Vlasov格式變換器逐步變換,在輸入窗處被變換為能量集中且場型較好的準高斯波束,束腰為11.9mm∃11.2mm,轉換效率為78.35%。此作業(yè)將為研制W波段圓電模盤旋管的準光輸入提供實踐和設計上面的參考。因為本模子中沒有思忖眼前比擬支流的相位校對曲面反照器,輸入高斯波束場型仍未達成最佳,增添相位校對曲面反照器優(yōu)化高斯波束將是下一階段鉆研的重點。
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