[发明专利]一种同轴TEM-扇形TE-同轴TEM模式变换器

权利要求书

1.一种同轴TEM-扇形TE₁₀-同轴TEM模式变换器，其特征是：包括有依次连接的左侧同轴波导(1)、左侧角向均匀分布短金属膜片(2)、左侧角向均匀分布长金属膜片(3)、左侧准光变换段(4)、左侧扇形传输通道(5)以及对称设置的右侧同轴波导(6)、右侧角向均匀分布短金属膜片(7)、右侧角向均匀分布长金属膜片(8)、右侧准光变换段(9)、右侧扇形传输通道(10)；所述左侧同轴波导连接高功率微波源的高频结构，所述左侧同轴波导内外半径分别为Rin和Rout，Rin和Rout满足关系式(Rout-Rin)λ/2,λ为自由空间的波长；所述左侧同轴波导长度L1需要保证整个模式变换器对器件的影响最小，为半个波长的整数倍；所述左侧角向均匀分布短金属膜片与左侧角向均匀分布长金属膜片共同作用实现将TEM模式分割为N个扇形TE₁₀模式，Nπ(Rin+Rout)/λ；所述的左侧准光变换段将大角度扇形TE₁₀模式过度到小角度扇形TE₁₀模式；所述的左侧扇形传输通道连接左准光变换段和右侧扇形传输通道并传输小角度扇形TE₁₀模式；所述右侧扇形传输通道连接左侧扇形传输通道和右侧准光变换段并传输小角度扇形TE₁₀模式；所述右侧准光变换段将小角度扇形TE₁₀模式过渡到大角度扇形TE₁₀模式；所述右侧角向均匀分布短金属膜片/右侧角向均匀分布长金属膜片再次将大角度的TE₁₀模式分割成N个小的TE₁₀模式，并在膜片最右端直接耦合到同轴波导中的TEM模式；所述的右侧同轴波导将变换得到的TEM模式传输到辐射系统；所述右侧同轴波导内外半径分别为Rin和Rout，Rin和Rout满足关系式(Rout-Rin)λ/2,λ为自由空间的波长；所述右侧同轴波导长度L1需要保证整个模式变换器对器件的影响最小，为半个波长的整数倍。

2.根据权利要求1所述的一种同轴TEM-扇形TE₁₀-同轴TEM模式变换器，其特征是：所述左侧角向均匀分布短金属膜片/所述左侧角向均匀分布长金属膜片/所述右侧角向均匀分布短金属膜片/所述右侧角向均匀分布长金属膜片的总数为N，实现左侧同轴波导/右侧同轴波导仅能传输TEM模式不会激励高次模式。

3.根据权利要求1所述的一种同轴TEM-扇形TE₁₀-同轴TEM模式变换器，其特征是：所述左侧扇形传输通道/所述右侧扇形传输通道仅能传输扇形TE₁₀模式，所述左侧扇形传输通道/所述右侧扇形传输通道的角度为Ang1；所述左侧扇形传输通道/所述右侧扇形传输通道的长度为L5。

4.根据权利要求3所述的一种同轴TEM-扇形TE₁₀-同轴TEM模式变换器，其特征是：所述左侧扇形传输通道/所述右侧扇形传输通道相邻的无微波传输区域的角度为Ang2。

5.根据权利要求4所述的一种同轴TEM-扇形TE₁₀-同轴TEM模式变换器，其特征是：所述左侧扇形传输通道/所述右侧扇形传输通道和无微波传输区域在角向均匀分布，所述左侧扇形传输通道/所述右侧扇形传输通道与扇形无微波传输区域的个数均为M＝360/(Ang1+Ang2),M为整数。

6.根据权利要求1所述的一种同轴TEM-扇形TE₁₀-同轴TEM模式变换器，其特征是：所述左侧角向均匀分布长金属膜片/右侧角向均匀分布长金属膜片与左侧准光变换段/右侧准光变换段连接并且数目为与左侧扇形传输通道/右侧扇形传输通道的数目相等,左侧角向均匀分布长金属膜片/右侧角向均匀分布长金属膜片的长度为L3。