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金属超材料 TEM-TE11高功率微波模式转换器

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秦奋, 王冬, 徐莎, 张勇, 范植开. 2016: 金属超材料 TEM-TE11高功率微波模式转换器, 强激光与粒子束, 28(9): 093003. doi: 10.11884/HPLPB201628.151187
引用本文: 秦奋, 王冬, 徐莎, 张勇, 范植开. 2016: 金属超材料 TEM-TE11高功率微波模式转换器, 强激光与粒子束, 28(9): 093003. doi: 10.11884/HPLPB201628.151187
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Qin Fen, Wang Dong, Xu Sha, Zhang Yong, Fan Zhikai. 2016: TEM-TE1 1 high power microwave mode convertor with metallic metamaterial, High Power Lase and Particle Beams, 28(9): 093003. doi: 10.11884/HPLPB201628.151187
Citation: Qin Fen, Wang Dong, Xu Sha, Zhang Yong, Fan Zhikai. 2016: TEM-TE1 1 high power microwave mode convertor with metallic metamaterial, High Power Lase and Particle Beams, 28(9): 093003. doi: 10.11884/HPLPB201628.151187
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金属超材料 TEM-TE11高功率微波模式转换器

  • 中国工程物理研究院 研究生院，北京 100088; 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，高功率微波技术重点实验室，四川 绵阳 621900

  • 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，高功率微波技术重点实验室，四川 绵阳 621900

  • 中国工程物理研究院 研究生院,北京,100088

TEM-TE1 1 high power microwave mode convertor with metallic metamaterial

  • 摘要: 利用高折射率的金属超材料作为移相器,设计了一种紧凑型高功率微波 TEM-TE11模式转换器。通过研究同轴扇形金属栅格超材料的传输特性,得到高折射率的全金属超材料。采用 CST Microwave Studio 软件对金属超材料 TEM-TE11模式转换器进行了数值模拟,结果显示：该转换器在1.56 GHz 附近转换效率大于96%,相对带宽约4%,功率容量不低于2 GW,系统纵向长度仅0.42个波长。将所设计的模式转换器结合 L 波段磁绝缘线振荡器开展了一体化设计,在器件输出口得到了 TE11模高功率微波输出。
    Abstract: A metallic metamaterial high power microwave (HPM)mode converter which converts cylindrical TEM mode to TE1 1 mode is presented.Metallic sector grid elements are periodically arranged both in the azimuthal and longitudinal directions to gain high refractive index to act as phase shifter in the convertor.The mode converter is simulated by 3D commercial electromag-netic simulation software CST Microwave Studio.Simulation results show that the converter has high conversion efficiency with a relative bandwidth of about 4%.The radiation antenna with a metamaterial mode converter is simulated.The mode convertor is simulated combined with an L-band MILO tube using a particle-in-cell software,and a TE1 1 mode HPM is obtained in the outlet of the tube.
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出版历程
  • 刊出日期:  2016-09-30

金属超材料 TEM-TE11高功率微波模式转换器

  • 中国工程物理研究院 研究生院，北京 100088; 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，高功率微波技术重点实验室，四川 绵阳 621900
  • 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，高功率微波技术重点实验室，四川 绵阳 621900
  • 中国工程物理研究院 研究生院,北京,100088

摘要: 利用高折射率的金属超材料作为移相器,设计了一种紧凑型高功率微波 TEM-TE11模式转换器。通过研究同轴扇形金属栅格超材料的传输特性,得到高折射率的全金属超材料。采用 CST Microwave Studio 软件对金属超材料 TEM-TE11模式转换器进行了数值模拟,结果显示：该转换器在1.56 GHz 附近转换效率大于96%,相对带宽约4%,功率容量不低于2 GW,系统纵向长度仅0.42个波长。将所设计的模式转换器结合 L 波段磁绝缘线振荡器开展了一体化设计,在器件输出口得到了 TE11模高功率微波输出。

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