毫米波准光模式变换技术研究

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准光模式变换器对高功率毫米波源的应用有十分重要的意义,是目前回旋振荡管领域研究的热点。它主要由Vlasov辐射器及多级反射镜构成,其工作机理是利用波导切割的方法得到偏轴辐射,经多面反射镜进行聚焦、相位修正、波束调整等环节得到满足系统参数要求的高斯场分布。其中波导切割Vlasov辐射器、反射镜的分析和设计是最终决定整个模式变换器性能的关键。本学位论文对准光模式变换技术的基本理论和基本设计方法进行了研究。应用几何光学理论得到了辐射器的几何结构的公式,采用将圆波导渐变为弱椭圆形波导的方法,使Vlasov辐射器的辐射性能得到了改进。研究了相位修正反射镜的原理和设计方法,利用自适应相位修正KSA算法编制了相位修正反射镜自适应设计分析程序,根据矢量绕射理论编制了数值计算分析程序。并且应用这些理论设计仿真了一个采用阶梯形Vlasov辐射器加两级反射镜系统的8mm波段TE01至TEM00的准光模式变换器。利用编制的程序进行自适应优化,得到了模型的相关参数,建立数值模型进行计算。采用仿真软件建立相应模型进行仿真,将仿真结果与计算结果进行对比。最后把模型加工出来进行了实验研究,验证了设计方法的正确性。
摘要第4-5页
ABSTRACT第5页
第一章 绪论第8-14页
    1.1 模式变换技术的研究现状第8-12页
        1.1.1 波导模式变换器第9-10页
        1.1.2 准光模式变换器第10-12页
    1.2 本学位论文的主要工作第12-14页
第二章 Vlasov 辐射器的理论研究第14-26页
    2.1 几何光学描述第14-17页
    2.2 Vlasov 辐射器第17-21页
        2.2.1 螺旋型辐射器第18-19页
        2.2.2 阶梯型辐射器第19-21页
    2.3 Vlasov 辐射器的改进第21-25页
    2.4 小结第25-26页
第三章 反射镜系统的理论研究第26-34页
    3.1 基本原理第26-27页
    3.2 准椭圆反射镜第27-30页
    3.3 相位修正镜第30-31页
    3.4 误差修正算法第31-33页
    3.5 小结第33-34页
第四章 Vlasov 天线的设计与仿真第34-45页
    4.1 Vlasov 天线的数值计算第34-36页
    4.2 相位修正镜的设计第36-37页
    4.3 Vlasov 天线的仿真第37-44页
    4.4 小结第44-45页
第五章 实验研究第45-50页
    5.1 实验装置第45-47页
    5.2 测试结果第47-49页
    5.3 小结第49-50页
第六章 结束语第50-51页
致谢第51-52页
参考文献第52-55页
攻硕期间取得的研究成果第55-56页
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