波束调控准光功率合成研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TN280密级：公开UDC：621.3学号：140619波束调控准光功率合成研究研究生姓名：袁建超导师姓名：窦文斌教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称电子科学与技术论文答辩日期2018年7月27日二级学科名称电磁场与微波技术学位授予日期20年月日答辩委员会主席赵永久评阅人盲审盲审20年月日硕士学位论文波束调控准光功率合成研究专业名称：电磁场与微波技术研究生姓名：袁建超导师姓名：窦文斌教授本论文获国家自然科学基金项目（61171025）资助。ResearchonBeamManipulation

2、andQuasi-OpticalpowerCombiningAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYYUANJianchaoSupervisedbyProf.DOUWenbinStateKeyLaboratoryofMillimeterWaveSchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityNanjing,ChinaJuly,2018东南大学学位论文独

3、创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子

4、文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要波束调控准光功率合成研究袁建超，窦文斌东南大学毫米波国家重点实验室摘要随着毫米波技术向着频率更高的短毫米波波段和亚毫米波波段的不断发展，高功率源成为决定毫米波系统性能的关键部件。虽然电真空器件已经在毫米波段有较大的连续波输出功率，但是却

5、存在着体积大、笨重、辅助设备庞大、成本高等不足，在要求小型化、轻型化的航空航天等领域不好应用。因此，小型紧凑的固态高功率源在航空航天等领域具有真空源难以替代的优势。然而，由于固态器件自身的物理特性，其输出功率随着工作频率的升高而减小，这导致单一固态器件无法提供满足毫米波系统所要求的输出功率。为了利用固态器件紧凑简单、体积轻小的优点，我们必须通过功率合成技术来让固态器件在毫米波波段提供较高的输出功率以满足系统应用的要求。目前而言，功率合成技术主要分为两大类：电路功率合成技术与空间功率合成技术。由于在短毫米波波段及亚毫米波波段，相应的规则金属

6、波导（如矩形波导、圆波导）、微带线等传统导波系统都存在尺寸小、功率容量低、损耗大、难加工和价格贵等缺点和不足，这导致采用传输线方式的电路功率合成技术在太赫兹波段无法应用。而毫米波准光技术则是利用电磁波可以在空间无损耗地聚束传播这一特性，不仅损耗低、功率容量高，而且能够多极化、多波束工作，在短毫米波波段及太赫兹波段（传统上的亚毫米波波段）具有显著优势。本论文在实验室前期4路合成和8路合成的研究基础上，设计了两种12路准光功率合成系统，并设计了相应的光壁赋形匹配转化模块，其中在合成系统中心为椭球面结构的功率合成系统中，通过优化结构参数，合成系

7、统的出射波束合成效率达到78.42%，中心波束占出射波束的能量为95%，中心波束与高斯主模的耦合效率为98.56%，功率合成系统最终辐射主模高斯束的效率为73.43%。关键词：毫米波，准光技术，功率合成，高斯束IAbstractResearchonBeamManipulationandQuasi-OpticalPowerCombiningYUANJianchao,DOUWenbinStateKeyLaboratoryofMillimeterWaves,SoutheastUniversityAbstractWiththedevelopmen

8、tofmillimeterwavetechnologytotheshortmillimeterandsubmillimeterwaveband,highpowersignalsourcebec