S波段高功率徑向線微波輸出窗研究.pdf

1、高功率微波輸出窗屬于高功率微波真空器件，是高功率微波系統(tǒng)的重要組成部分，微波輸出窗的好壞直接影響高功率系統(tǒng)的真空密封、功率容量、壽命及系統(tǒng)的可靠性。在其發(fā)展過程中，為防止微波輸出窗損壞并提高其功率容量，人們不斷對微波輸出窗的結(jié)構(gòu)以及微波輸出窗本身材料進行深入的研究并取得了一定的進展。
　　由于高功率徑向線陣列天線在高功率微波方面比傳統(tǒng)天線有質(zhì)量輕，體積小，超高功率微波源最終必須采用多個源的鎖頻疊加，天線陣列有很高的方向性，易于實現(xiàn)

2、天線的高增益、高效率、高功率和圓極化輻射等優(yōu)點而在高功率方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。為了進一步提高高功率徑向線陣列天線的功率容量，改善和優(yōu)化高功率徑向線陣列天線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有必要設(shè)計出一個適用于高功率徑向線陣列天線中的微波輸出窗。
　　本文首先對微波輸出窗產(chǎn)生歷史背景做了簡單描述，對之前學(xué)者研究的微波輸出窗進行調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)之前的微波輸出窗的結(jié)構(gòu)或者應(yīng)用范圍都不適合在高功率徑向線中進行加工密封，該徑向線微波輸出窗結(jié)構(gòu)受陣列天線饋電系

3、統(tǒng)輸入輸出同軸位置約束，采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，并對該環(huán)形高功率微波輸出窗進行理論分析，利用模式匹配原理與微波網(wǎng)絡(luò)理論分析計算環(huán)形高功率微波輸出窗的S參數(shù)以及窗片表面存在的模式,為數(shù)值模擬提供理論依據(jù)。
　　其次，根據(jù)理論分析作為指導(dǎo)，對徑向線內(nèi)環(huán)形微波輸出窗進行數(shù)值模擬，在仿真設(shè)計過程中認(rèn)識到了徑向線微波輸出窗的設(shè)計難點:由于徑向線內(nèi)微波傳輸?shù)奶厥庑约叭帱c對微波輸出窗表面場強的影響，導(dǎo)致微波輸出窗表面場強分布不均勻。對仿真結(jié)果分析之后，

4、對徑向線的結(jié)構(gòu)進行調(diào)整優(yōu)化，對徑向線在微波輸出窗三相點附近做向上和向下突出結(jié)構(gòu)，以降低微波輸出窗表面場強并改變微波輸出窗三相點附近表面場強分布。
　　最后基于以上研究設(shè)計，對徑向線微波輸出窗進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工試制。并進行了實驗測試，為了測試該微波輸出窗周向均勻性并模擬徑向線環(huán)境，設(shè)計了一個用于測試的12路徑向線功率分配器，并利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀得到了微波輸出窗的駐波比、插入損耗及不平衡度等主要特性。實驗測試結(jié)果表明:在中心頻率附近