[发明专利]高功率微波TE11模极化旋转合成器及极化旋转合成方法

说明书

本发明属于高功率微波技术领域，具体涉及一种高功率微波TE₁₁模极化旋转合成器及极化旋转合成方法。高功率微波TE₁₁模极化旋转合成器包括输入圆波导、椭圆波导、输出圆波导和两个过渡波导，位于输入圆波导与椭圆波导之间的为输入端过渡波导，位于椭圆波导与输出圆波导之间的为输出端过渡波导。本发明通过结构参数设置，使频率不同极化正交的两个线极化TE₁₁模通过极化旋转合成器后，一个极化方向保持不变，另一个极化方向旋转90°，从而实现极化旋转合成，获得更高的瞬态电场，产生更好的效应结果。

技术领域

本发明属于高功率微波技术领域，具体涉及一种高功率微波TE₁₁模极化旋转合成器及极化旋转合成方法。

背景技术

高功率微波在国防和民用上具有广阔的应用前景，世界各国正在争相大力发展高功率微波技术。从高功率微波应用需求方面考虑，有时需要利用多个频率的微波同时对目标进行作用，因而需要使高功率微波器件同时产生多个频率，或者将多个高功率微波器件产生的不同频率的微波进行合成。现有的合成器通常是利用极化隔离进行合成，例如Guolin Li等人在2010年发表的论文 Combining microwave beams with high peakpower and long pulse duration(刊载于Physics of Plasmas,vol.17,033301,2010)、Qiang Zhang等人在2011年发表的论文T-junction waveguide-based combining highpower microwave beams(刊载于Physics of Plasma,vol.18,083110,2011)以及JinyongFang等人在2013年发表的论文A synthesizer for gigawatt class high powermicrowaves(刊载于Laser and Particle Beams,vol.31,pp.567-58,2013)。采用极化隔离合成器之后，不同频率的TE₁₁微波可以由两个波导合成到一个波导中，但是其极化方向正交，无法获得更高的瞬态电场。

发明内容

本发明目的是提供一种高功率微波TE₁₁模极化旋转合成器及极化旋转合成方法，实现了将频率不同极化正交的两个线极化TE₁₁模合成为极化方向相同的TE₁₁模，能够获得更高的瞬态电场，有利于产生更好的效应结果。

本发明的技术解决方案是：一种高功率微波TE₁₁模极化旋转合成器，其特殊之处在于：包括输入圆波导、椭圆波导、输出圆波导和两个过渡波导，位于输入圆波导与椭圆波导之间的为输入端过渡波导，位于椭圆波导与输出圆波导之间的为输出端过渡波导；

所述椭圆波导的横截面是短轴半径为R₁、长轴半径为R₂的椭圆形，R₂＞R₁；

所述输入圆波导的横截面是半径为R₁的圆形，输入圆波导通过输入端过渡波导与椭圆波导的一端相连；

所述输出圆波导的横截面是半径为R₁的圆形，输出圆波导通过输出端过渡波导与椭圆波导的另一端相连；

所述过渡波导是母线为直线的锥形壳体，过渡波导的一个端面是与输入圆波导或输出圆波导相吻合的圆形，过渡波导的另一个端面是与椭圆波导相吻合的椭圆形。

所述高功率微波TE₁₁模极化旋转合成器的结构参数满足如下关系：