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毫米波正交模转换器的研究

作　者: 卢瑛
导　师: 吴文
学　校: 南京理工大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 毫米波正交模转换器各向异性介质完全匹配层平衡同轴探针
分类号: TN61
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

毫米波变极化通信技术和探测技术是当前国内外研究热点，毫米波正交模转换器(OMT)是毫米波双极化通信系统和探测系统的关键部件之一，因此开展毫米波正交模转换器研究具有十分重要的工程价值。由于采用均匀波导实现的正交模转换器具有机械强度好、功率容量大和可靠性高等优点，因此本文对采用均匀波导实现的正交模转换器进行深入系统研究，具体研究工作如下： 1) 简要阐述了时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain Method)，对不同吸收边界条件及激励源设置进行了详细的比较分析，得出了适用于波导分析的FDTD计算方法； 2) 采用FDTD数值方法对毫米波窄带正交模转换器进行分析，分析结果与HFSS仿真结果吻合较好，验证了本文所研制的分析软件的有效性； 3) 设计并研制了毫米波窄带正交模转换器，测试结果达到设计指标，为毫米波双极化探测系统的研制奠定了技术基础； 4) 简要介绍了两类结构较复杂、激励方式不同的宽带OMT的设计思路，借助HFSS分析了场结构并给出参数仿真曲线，为近一步开展毫米波宽带OMT的研制提供理论设计基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题的研究背景及意义  7-8
  1.2 正交模转换器(OMT)  8-9
    1.2.1 正交模转换器概述  8-9
    1.2.2 正交模转换器的性能参数  9
  1.3 时域有限差分法概述  9
  1.4 本文的主要研究内容  9-11
2 波导中的时域有限差分方法研究  11-29
  2.1 时域有限差分原理  11-14
  2.2 吸收边界条件  14-22
    2.2.1 Mur吸收边界条件  14-15
    2.2.2 梅—方超吸收边界条件  15-17
    2.2.3 各向异性介质完全匹配层(UPML)  17-20
    2.2.4 超吸收技术与UPML处理矩形波导吸收边界的比较  20-22
  2.3 波导电路中FDTD的激励源及激励的加载方式  22-27
    2.3.1 高斯脉冲加载波导  23-24
    2.3.2 调制高斯脉冲加载波导  24-25
    2.3.3 高斯脉冲与调制高斯脉冲加载矩形波导的比较  25-27
  2.4 参数的提取  27-28
  2.5 本章小结  28-29
3 窄带Ⅱ型正交模转换器(OMT)的研究  29-47
  3.1 窄带Ⅱ型OMT的结构、机理与波导尺寸的选择  29-30
  3.2 分支耦合口的FDTD仿真  30-35
    3.2.1 耦合口的FDTD仿真模型的建立及验证  30-33
    3.2.2 不同尺寸耦合口的驻波比参数的比较  33-35
  3.3 窄带Ⅱ型OMT的FDTD分析及设计  35-43
    3.3.1 窄带Ⅱ型OMT仿真模型的建立  35-38
    3.3.2 耦合口与膜片的优化  38-43
    3.3.3 窄带Ⅱ型OMT设计方法总结  43
  3.4 实物的研制与测量  43-46
    3.4.1 窄带Ⅱ型OMT的制作  43-44
    3.4.2 数据的测量及分析  44-46
  3.5 本章小结  46-47
4 两类不同激励方式的宽带OMT的初步探讨  47-55
  4.1 宽带OMT概述  47
  4.2 具有完全对称分支接头的宽带OMT  47-50
  4.3 平衡同轴探针激励的宽带OMT  50-54
  4.4 本章小结  54-55
结束语  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59

毫米波正交模转换器的研究

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