[发明专利]一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构

权利要求书

1.一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构，其特征在于包括：多个结构相同的模式变换子模块以及一个功率合成段，其中多个结构相同的模式变换子模块呈一定角度设置，用于对W波段EIO输入端口输出的TE₁₀模式，经多路空间功率合成结构的转换，将多路EIO输出的TE₁₀模式，在空间合成为一个TEM₀₀模式；所述模式变换子模块包括：

矩形波导-圆波导段(1)，用于将EIO输出的高功率微波从矩形波导向圆波导转化，即实现矩形波导TE₁₀向圆形波导TE₁₁的转化；

圆波导-圆波导半径过渡段(2)，用于实施圆形波导TE₁₁向圆形波导TE₁₁的模式变换；

圆波导模式变换段(3)，用于实现高斯模式的输出，圆形波导TE₁₁向准光模式TEM₀₀的转换；

功率合成段(4)，用于实现多路EIO输出的微波功率合成；

其中所述矩形波导-圆波导段(1)、所述圆波导-圆波导半径过渡段(2)以及所述圆波导模式变换段(3)顺次连接；

所述功率合成段(4)为极化光栅的结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构，其特征在于：所述矩形波导-圆波导段(1)、所述圆波导-圆波导半径过渡段(2)、所述圆波导模式变换段(3)采用光滑波导壁结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构，其特征在于：所述矩形波导-圆波导段(1)中矩形波导尺寸为：1.25mm*2.54mm，输出圆波导半径为2mm，总长度为10mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构，其特征在于：所述圆波导-圆波导半径过渡段(2)中输入圆波导半径为2mm，输出圆波导半径为2.7mm，总长度为10mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构，其特征在于：所述圆波导模式变换段(3)中输入圆波导半径为2.7mm，输出圆波导半径为5mm，总长度为37.6mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构，其特征在于：所述功率合成段(4)的每一个圆柱金属丝半径0.05mm，长度40mm，圆柱金属丝间距0.15mm，圆柱金属丝数量为150个。

7.根据权利要求1所述的一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构，其特征在于：对所述功率合成段(4)的极化线栅用数值计算的方法对于在空间传输的高斯波束计算功率容量，得出在不发生电击穿的前提下极化线栅允许传输的功率容量理论值。

8.根据权利要求7所述的一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构，其特征在于所述数值计算的方法为坡印廷矢量公式：

其中，ε₀是自由空间介电常数，μ₀是自由空间磁导率，w₀为极化线栅处高斯波束束腰半径，空气击穿场强为E_br＝30kv/cm，工程上一般考虑系统最大场强不超过空气击穿场强的十分之一，即按照10％E_br计算。

9.根据权利要求1所述的一种用于W波段EIO的多路空间功率合成结构，其特征在于：所述结构的工作频率为90GHz～100GHz。