[发明专利]一种利用泰勒函数综合法设计的波导缝隙阵列加热器

权利要求书

1.一种利用泰勒函数综合法设计的波导缝隙阵列加热器，其特征在于：包括圆柱形谐振腔主体(1)、设于圆柱形谐振腔主体(1)侧面并与圆柱形谐振腔主体(1)封闭式紧密连接的曲面波导(3)、设于曲面波导(3)一端面的磁控管馈口(2)、设于曲面波导(3)与圆柱形谐振腔主体(1)公共面的波导缝隙阵列(4)；曲面波导(3)与圆柱形谐振腔主体(1)是完全贴合封闭式紧固连接在一起。

2.根据权利要求1所述的利用泰勒函数综合法设计的波导缝隙阵列加热器，其特征在于：所述设于圆柱形谐振腔主体(1)侧面并与圆柱形谐振腔主体(1)封闭式紧密连接的曲面波导(3)，因其完全与圆柱形谐振腔主体(1)贴合，曲面波导(3)的曲率半径与圆柱形谐振腔主体(1)的半径相同；曲面波导(3)的传输模式是主模TE₁₀，其他高次模都截止，所以对曲面波导(3)的截面尺寸，横截面宽边长度a，横截面窄边长度b的要求为：ba/2。

3.根据权利要求1所述的利用泰勒函数综合法设计的波导缝隙阵列加热器，其特征在于：所述曲面波导(3)的截面尺寸为86.4mm*30.5mm。

4.根据权利要求1所述的利用泰勒函数综合法设计的波导缝隙阵列加热器，其特征在于：所述设于圆柱形谐振腔主体(1)侧面并与圆柱形谐振腔主体(1)封闭式紧密连接的曲面波导(3)，曲面波导(3)的传输模式是主模TE₁₀，传输频率为f＝2.45GHz，在自由空间中波长为λ，波导波长为λ_g，其中波导波长与自由空间中波长的关系为：a为曲面波导(3)的横截面宽边长度。

5.根据权利要求1所述的利用泰勒函数综合法设计的波导缝隙阵列加热器，其特征在于：所述设于曲面波导(3)与圆柱形谐振腔主体(1)公共面的波导缝隙阵列(4)，其缝隙数目为N＝10，缝隙中线之间的间距为λ_g/2；第一个缝隙中线距离波导负载终端的距离是λ_g/4，最后一个缝隙中线距离波导馈源之间的距离为λ_g/2，λ_g为波导波长。

6.根据权利要求1所述的利用泰勒函数综合法设计的波导缝隙阵列加热器，其特征在于：所述波导缝隙阵列(4)采用曲面宽边波导缝隙阵列，其设计的详细过程如下：

1)、首先根据给定的性能与实际应用要求确定缝隙阵列的形式，缝隙数目、初始模型初步尺寸；

2)、选择副瓣电平的要求对阵元进行泰勒分布综合设计，计算出各个缝隙的激励电平分布幅度；

3)、根据激励分布所确定的电导值确定缝隙偏置；

4)、利用HFSS的优化功能得到缝隙的长度，并对初始模型进行仿真与优化，确定最终的模型。

7.根据权利要求6所述的利用泰勒函数综合法设计的波导缝隙阵列加热器，其特征在于：所述根据激励分布所确定的电导值确定缝隙偏置的具体步骤如下：

3.1、对各个缝隙的激励电平分布幅度进行归一化：计算得到参数K值；

3.2、因为等效电导g_m＝KU_m，求出得到第m个缝隙的等效电导g_m；

3.3、根据等效电导g_m与缝隙偏置X之间的公式：计算得到初始的缝隙阵列的偏置；其中，a为曲面波导(3)的横截面宽边长度，g'₁＝2.09aλ_gcos²(πλ/2λ_g)/λb，b为曲面波导(3)的横截面窄边长度，λ为自由空间内的波长，λ_g为波导波长。