微波功率合成器的研究

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1、东南大学硕士学位论文摘要本课题的目的是研究大功率微波功率合成器，为本实验室所进行的微波化学反应研究提供大功率的矩形波导和圆波导的微波激励源。本课题使用微波炉磁控管作为功率合成器用豹微波源，将多个功率较小的磁控管输出的微波能量分别馈入到矩形波导和圆波导中，根据理论分析和数值计算所得结果，通过在适当位置放置磁控管，使其功率合成，满足大功率输出的要求本论文包括的主要内容为：首先，系统地介绍了微波等效电路的方法，分析了柱形波导中的模式电压和模式电流，在此基础上，对圆波导中的模式函数进行具体的展开；最后，详细推导圆波导中同轴探针的输入阻抗公式，并用实验加以验证．其次，引入矢量位函数，应用波动方程和边界条

2、件，讨论了同轴探针在圆波导中的辐射场分布；应用反应的概念和互易原理，并结合细探针电流假设，推导出圆波导中同轴双探针的互阻抗表达式，并且在选择一定的圆波导尺寸和工作频率时，改变影响互阻抗特性的参数，进行数值计算，给出互阻抗的变化曲线。然后，利用等效电路法，推导出单探针激励矩形波导的输入阻抗的公式，通过数值计算，绘制出输入阻抗的变化曲线。接着，用反应的概念推导出位于矩形波导宽壁上两探针问的互阻抗。最后，给出功率合成器的具体实验步骤和实际测试结果，并加以分析。关键词：微波功率合成器，微波化学，微波等效电路方法，互易原理，反应的概念，矢量位函数，输入阻抗，互阻抗东南大学硕士学位论文Abstractn圮

3、intentionofthissubjectistoinvestigateahigh-powermicrowavepowercombiner．Itcanprovidebotlllligh—powercircularandrectangularwave-guidemicrowaveresourceforthemicrowavechemistryreactions．Soweusesomemicrowavemagnetrons邪thepowercombinerresources．andfeedthemintothecircularwave-guideortherectangularwave·guid

4、erespectively．AccordingtotheresultsofOtll"theoreticalanalysisandnumericalcalculation,weadjustexitheprobes’locationsproperlySOthatthepowercombinercanberealized．n圮maincontentsincludedinthisthesisareshownbelow．Firstly,themethodofmicrowaveequivalentcircuitisintroduced．ThemodevoltageandmodecBrrentinacyli

5、ndricalwave-guideandthemodefunctioninacircularwave—guideareanalyzedindetail．neformulasofinputimpedanceofcoaxiallinetocircularwave·guidearederived，andtheexperimentaldatatoverifythetheoreticresultsarelisted．Secondly,vectorpotentialfunctionaswell船wavefunctionanditsboundaryconditionsareintroducedtodiscu

6、sstheradiationfielddistributionofcoaxialprobeincircularwave—guide．Thereactionconceptandreciprocitytheoremarecombinedwiththeconsumptionoffilamentarycurrenttoderivetheexpressionsofprobes’mutualimpedanceinacircularwave—guide．Thensomeparametersarechosen,andthenumericalcalculationsarecarriedout．Somecul'v

7、esaboutthemutualimpedances’varietiesareobtained．Thirdly,themethodofmicrowaveequivalentcircuitisusedtoderivetheinputimpedanceformulaSofsingleprobeexcitingrectangularwave·guide．Throughnumericalcalculati