波導(dǎo)階梯不連續(xù)性及其在阻抗變換中的應(yīng)用.pdf

1、隨著微波技術(shù)的迅速發(fā)展，折疊波導(dǎo)已成為一類重要行波管慢波線。由于折疊波導(dǎo)輸出窗是非標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)，所以折疊波導(dǎo)能量輸入輸出耦合需要有匹配的過渡波導(dǎo),最常見的過渡波導(dǎo)是階梯漸變波導(dǎo)，因為該結(jié)構(gòu)長度最短，損耗最小，因而應(yīng)用非常廣泛。常見的過渡波導(dǎo)還有雙曲圓弧漸變波導(dǎo)、直漸變波導(dǎo)。對這些微波器件的設(shè)計，傳統(tǒng)一般采用等效電路法。但這種方法設(shè)計的微波器件已經(jīng)不能滿足微波技術(shù)發(fā)展對器件高精度，高性能的需要，因此提出了基于嚴(yán)格場理論的模式匹配法。
　

2、　基于嚴(yán)格場理論的模式匹配法相比傳統(tǒng)的方法，該方法考慮了波導(dǎo)不連續(xù)性所激發(fā)高次模的相互影響，有精度高的優(yōu)點(diǎn)。此外，基于該方法的優(yōu)化設(shè)計能夠獲得結(jié)構(gòu)更加合理的微波器件。總而言之，基于嚴(yán)格場理論的模式匹配法可以滿足現(xiàn)代微波技術(shù)應(yīng)用對微波器件高性能，小型化的要求。
　　從微分的角度上，可以找出三種常用的波導(dǎo)過渡結(jié)構(gòu)共性的結(jié)構(gòu)，把這個共性的結(jié)構(gòu)稱為基本單元。在做模式匹配分析時把這些基本結(jié)構(gòu)作為分析對象，得到基本單元的S參數(shù)矩陣，該矩陣反映

3、了結(jié)構(gòu)中各模式之間的相互影響。接著可以采用矩陣級聯(lián)技術(shù)，計算整個過渡結(jié)構(gòu)的廣義散射矩陣。在上面理論分析的基礎(chǔ)上，對該理論方法編寫程序進(jìn)行計算。其次要在模式匹配法基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)最后得到的微波器件各尺寸參數(shù)進(jìn)行仿真。
　　本文主要目的是研究阻抗變換器件的高精度模式匹配法，結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，并給出相應(yīng)的算法，從而實現(xiàn)對此類器件的快速、精確設(shè)計。文章從匹配分析方法理論研究出發(fā)，系統(tǒng)地研究常用阻抗變換結(jié)構(gòu)中若干通用基本單元的模式匹配分