【正文】 盒型輸出窗研究現(xiàn)狀 ........................................................................................ 1 研究輸出窗的目的和意義 ................................................ 錯誤 !未定義書簽。根 據(jù)這 要求設計滿足條件的輸出窗，不斷改變其參數(shù)設置，進行多次仿真找到符合條件的輸出窗模型。摘要 I 摘要 隨著一系列通信的實際應用需求的增長，毫米波真空器件得到了大范圍的應用。在窗內要求有最小的反射或損耗，因此要求輸出窗匹配良好，工作頻帶寬，功率容量大，并且在一定頻寬內其|S21|db。 關鍵字： 盒型窗 ,太赫茲輸出窗，非常規(guī)輸出窗 ,CST 軟件仿真Abstract II ABSTRACT As the growth of the practical application of a series of munications needs, millimeterwave vacuum device has been a wide range of applications. And mostly used in all kinds of millimeterwave vacuum device waveguide was favorable for the formation of the interface window of transmitting energy. Output window is used to isolate vacuum device inside the vacuum and atmospheric connection, but don39。 矩形波導尺寸 ....................................................... 錯誤 !未定義書簽。 結果分析討論 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。 翻譯文稿 .......................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。陶瓷階梯窗利用逐漸變換而獲得阻抗匹配，這種窗使用于工作波長短的速調管，在 20%頻帶內駐波比可小于 [1] 。通常矩形波導的尺寸是根據(jù) 10TE 單模工作的頻率范圍采用標準波導，而圓波導段直徑 D 則依據(jù)輸出微波功率和高頻場強強度大小及 11TE 單模工作的頻率范圍選則確定，通常情況下圓波導直徑 D 與矩形波導的對角線近似相等，俗稱“對角窗”。若 12ll? ，即輸出窗為非對稱窗。一般選取圓波導的直徑等于矩形波導截面的對角線。 3. 輸出窗中矩形波導與圓波導的連接處的波導蓋板的形狀將影響輸出窗的帶寬。 4. 輸出窗的冷卻狀況較好，相對來說，窗片的熱量積累就少，輸出窗就能容許 更高的峰值功率和平均功率，同時能延長其工作壽命。使其既滿足工程指標又實際可行，從而具有一定科研價值。 本文采用 CST 三維計算軟件來計算分析盒型輸出窗，希望以此來改善高頻輸出窗的匹配特性，以求得到大的帶寬和很好的透射特性。并運用 CST 予以仿真。所以采用現(xiàn)有半徑為 3mm 的藍寶石窗片，設計適合于 320GHz 傳輸 的盒型窗結構并模擬優(yōu)化。通 常從等效電路的角度分析這種常規(guī)盒型輸出窗 常規(guī)盒型輸出窗等效電路理論分析 由于在矩形波導和圓波導中都是單模工作，波導邊界的跳躍改變和材料性能的變化可以等效為電路中電容的電納，其等效電路表示為圖 21。 3. 介質窗片。一般常用的是兩邊對稱的盒型窗。 （ 1） 矩形波導和圓波導的等效阻抗。 從式（ 2218）求出 cB 是對圓波導特性導納歸一化的值。 第 2 章 盒型輸出窗的理論分析 9 輸出窗的設計一般是有頻帶要求的。一般常規(guī)輸出窗選擇圓波導的直徑等于矩形波導對角線的長度，即 22D a b?? (131) 也可根據(jù)特殊要求經行合適的調節(jié)。 （ 3）根據(jù)式（ 2218）和式（ 2219）求得介質窗片引入的等效電容 cB 以及矩形波導與圓波導連接處引入的電納 1B 。在采用 CST 三維電磁仿真軟件對設計進行核算和再仿真。本文采用藍寶石作為輸出窗窗片。 具體參數(shù)與技術指標：矩形波導尺寸為 ； 頻帶為 290GHz350GHz ； 中心頻率為 320GHz； 藍寶石相對介電常數(shù)為 9r?? .； 通帶要求： S21？ dB，帶寬大于 ？ GHz。 其設計方法也較為成熟。 由于常規(guī)輸出窗結構較為固定，由 1 章分析可得，其設計重點主要為圓波導長度與窗片厚度的確定。 窗片尺寸 工作頻段為 290GHz350GHz，頻率過高，采用傳統(tǒng)的盒型輸出窗，為了獲得匹配，窗片厚度將變得很薄，影響窗片與盒框的封裝，由 分析得采用窗片厚度 1/2 填充介質的波導波長的厚窗結構可以解決這方面的問題。分析這些圖形發(fā)現(xiàn)，根據(jù)前期仿真經驗得出窗片外徑對結果影響不大，窗片厚度在 附近 S21 即它的傳輸系數(shù)較好。 第 2 章 盒型輸出窗的理論分析 17 一 . 空氣盒子直徑 1. 空氣盒子厚 0mm 2. 空氣盒子厚 3. 空氣盒子厚 4. 空氣盒子厚 第 2 章 盒型輸出窗的理論分析 18 二 . 空氣盒子直徑 1. 空氣盒子厚 0mm 2. 空氣盒子厚 3. 空氣盒子厚 第 2 章 盒型輸出窗的理論分析 19 4. 空氣盒子厚 5. 空氣盒子厚 6. 空氣盒子厚 第 2 章 盒型輸出窗的理論分析 20 三 . 空氣盒子直徑 1. 空氣盒子厚 0mm 2. 空氣盒子厚 3. 空氣盒子厚 第 2 章 盒型輸出窗的理論分析 21 由于常規(guī)盒型窗結構較 為固定，由以上分析可知需要優(yōu)化的參數(shù) 為圓波導長度。下面討論的非常規(guī)輸出窗即傳統(tǒng)結構情況。 由上得非常規(guī)輸出窗已知參量： 兩端矩形波導長寬高 ； 窗片厚度： λ1/2 的整數(shù)倍。我們可以大膽猜想，圓波導的長度主要影響窗函數(shù)的中心頻率，而圓波導的直徑則主要影響窗函數(shù)的波形。 得到滿意的窗函數(shù)波形后，再改變圓波導長度，使在要求頻段得到較好的帶寬。 需要指出非常規(guī)輸出窗，并非其上一種模型。 其仿真結果如下圖所示： 圖 35 l 為 仿真結果 圖 36 l 為 mm 仿真結果 第 2 章 盒型輸出窗的理論分析 23 圖 37 l 為 仿真結果 圖 38 l 為 仿真結果 圖 39 l 為 仿真結果