S波段高功率微波波导输出多工器研究.PDFVIP

　第 19 卷 　第 4 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol . 19 ,No . 4 　 　2007 年 4 月 H I GH PO W ER L A SER AND PA R TICL E B EA M S Ap r . ,2007 　 文章编号 : 　100 14322 (2007) S 波段高功率微波波导输出多工器研究 李国林 , 　舒 　挺 , 　袁成卫 ( 国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 4 10073) 　　摘 　要 : 　在数值分析的基础上 ,采用加宽的波导结构设计了一种 S 波段三路高功率微波输出多工器 ,通 带范围分别为 2 . 65～2 . 75 ,2 . 80～2 . 90 和 2 . 95～3 . 05 GHz 。该多工器每路的传输损耗在 0 . 1 dB 以下 ,反射 损耗在 15 dB 以上 ,各路之间的隔离度在 30 dB 以上 ,能量效率在 95 % 以上 。利用电磁场全波分析软件 ,验证 了宽边加宽的波导输出多工器功率容量达到 GW 量级 。 　　关键词 : 　多工器 ; 　滤波器 ; 　波导 T 结 ; 　功率容量 　　中图分类号 : 　TN 814 　　　　文献标识码 : 　A 　　随着高功率微波技术的发展 ,多频率微波源系统集成已成为高功率微波的一个发展方向[ 1 ] 。对于i路高功 率微波源, 采用 i 路天线馈源输出的方式不利于整个系统的紧凑化和集成化 。不同频率的各个支路采用同一 个天线耦合输出 ,具有一定成本优势 。波导输出多工器由各通道滤波器 、波导 T 结和一个合成用的主波导构 ( ) 成 见图 1 ,主波导一端以短路片封装 ,另一端接公用天线 ,不同频率的高功率微波经过各 自带内滤波器后通 过波导 T 结馈入矩形波导 。理论上 ,当各波导 T 结分支距矩形波导的短路面距离为第 m 路微波中心频率所 对应的波导半波长的奇数倍时 ,通过调节滤波器距波导 T 结的位置 ,可实现各路微波分别有效地馈入馈源喇 叭。但是对于高功率微波而言 ,功率容量是微波器件的一个瓶颈 。在设计过程中 ,应尽量避免电场集中而造成 波导内部场击穿 。另一方面 ,为了获得满足要求的通道特性 ,必须消除或者补偿各个通道滤波器之间的影响 。 Fig . 1 　St ruct ure of waveguide multiplexer Fig . 2 　St ruct ure of waveguide filt er 图 1 　波导多工器的结构图 图2 　波导滤波器的结构图 1 　带通滤波器 ( 　　带通滤波器在波导多工器中起到两方面的作用 ,即允许本通带内的信号以很小的损耗通过 , 同时 ,阻止 或 ) 者全部反射 带外信号通过 。这就需要用到通带和阻带响应 良好 、传输损耗较小 、对功率容量没有较大影响的 ( ) E 面膜片波导滤波器 见图2 。膜片从波导宽边正中插入 ,它在电场方向上没有引入不连续性 ,周围无电场集 中 ,具有较高