【正文】 正是有了你們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，在此向南京郵電大學(xué)，電磁場與技術(shù)系的全體老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。從這次畢設(shè)中，我加深了對電磁場基礎(chǔ)知識的理解，同事也更好的學(xué)會了HFSS軟件的操作，更熟練，更靈巧。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識也有很多感受。經(jīng)比較可得，三種隔膜中，以階梯的性能為更優(yōu)。根據(jù)對稱性，3端口情況類似。 垂直極化、水平極化波輸入端口的回波損耗都在25dB以下（a） S31(b) S21 傳輸系數(shù) 差分相移經(jīng)過仿真分析對比，該最優(yōu)化設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)基本要求。、3mm、4mm情況下垂直極化波及水平極化波的回波損耗特性。3端口為90176。 階梯膜片仿真最優(yōu)化結(jié)果從上述幾組數(shù)據(jù)中。至于各階梯的長度，高度設(shè)定一初值后就不再改變。傳輸系數(shù)基本保持在3dB，表明從輸入端口輸入后，水平極化波和垂直極化波的功率皆被一分為二，分配給兩個輸出端口。 差分相移保持在100176。這表現(xiàn)在仿真結(jié)果上，同一定義端口之間的相位差，是正負(fù)相反的。端口定義都在圖中標(biāo)出 階梯型隔膜 三角形隔膜 圓弧形隔膜 在接下來的小節(jié)中，對這三種模型分別進(jìn)行仿真，分析其結(jié)構(gòu)規(guī)律，并找出某個最優(yōu)的結(jié)構(gòu)尺寸。因此下面就隔膜正交模耦合器的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了仿真和分析。盡管采用了不同的補(bǔ)償技術(shù)，但仍有不足。 在設(shè)計(jì)完整個OMT各主要結(jié)構(gòu)之后，需要將它們組合成一個完整的OMT結(jié)構(gòu)。諧振傳輸幅度會上升1dB。隔膜尖端的彎曲對OMT響應(yīng)的影響不大。在結(jié)上產(chǎn)生的高階模，被困于不良匹配或者在OMT的公共臂上十分弱。/45176。（a）E面彎曲面 （b）結(jié)果 上述是Boifot正交模耦合器的結(jié)構(gòu)及仿真特性，與下文的隔膜正交模耦合器仿真結(jié)果對比后可知，該Boifot結(jié)構(gòu)帶寬確實(shí)要比隔膜型正交模耦合器帶寬寬許多。設(shè)計(jì)的方形波導(dǎo)到標(biāo)準(zhǔn)高度波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器的另一個特點(diǎn)是它可以通過數(shù)學(xué)的推導(dǎo)，擴(kuò)展為多段式，以用于更寬的帶寬。令人驚奇的是，這個降低長度的設(shè)計(jì)方案，使得這樣一個簡化過的幾何作品，能和克爾設(shè)計(jì)的復(fù)雜E面Y結(jié)結(jié)構(gòu)相媲美。為這個項(xiàng)目設(shè)計(jì)的功率合成器很簡單，有在全頻段的優(yōu)秀表現(xiàn)。薄膜為水平信號充當(dāng)斜轉(zhuǎn)接頭。公共臂波導(dǎo)凸出的邊緣部分要對齊以在邊緣處表面支持TE11和TM11模的激勵。 高階模的激勵決定了分離和匹配的帶寬。引腳數(shù)量，位置以及直徑是考慮由側(cè)臂端口引起的薄膜電抗大小后選定的，這個側(cè)臂端口為了保證主臂的電流只允許低電阻回路。 Boifot正交模耦合器的結(jié)構(gòu)分析Boifot OMT可以被看做旋轉(zhuǎn)柵門結(jié)的一種形式，這個結(jié)構(gòu)里3，4兩個端口被折疊平行于公共端口。帶寬10%?；谒瞿５纳⑸渚仃嚕撛O(shè)計(jì)考慮了下述兩種影響，有限的隔膜厚度和在所有的不連續(xù)面上高階模相互作用的影響。該正交模耦合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與本文所設(shè)計(jì)的正交模耦合器在結(jié)構(gòu)上有相同之處，只是輸入、輸出端口的區(qū)別，故可借鑒。該論文旨在設(shè)計(jì)一種正交模耦合器。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，必須同時(shí)關(guān)注分極化能力和端口隔離度這兩個參數(shù)上面分析了正交模耦合器的S參數(shù)和軸比。 或177。時(shí)，由相位偏離引起的隔膜正交模耦合器的圓極化軸比為 0dB。 對于隔膜正交模耦合器來說，另外一個重要的參數(shù)就是軸比AR 。分極化的過程如圖 所示: 分極化原理下面我們來分析正交模耦合器的 S 參數(shù)及其特點(diǎn)。90176。對于TE10模，從矩形波導(dǎo)到隔板區(qū)域其傳播常數(shù)幾乎不變；而對于TE01模，隔板區(qū)可以看成是鰭形或脊形波導(dǎo)，它的傳播常數(shù)與隔板階梯的高度和長度有關(guān)，通過調(diào)節(jié)隔板的長度和高度，使得入射信號在經(jīng)過隔板之后，使這兩個正交模式通過隔板區(qū)域后的移相差為177。隔膜正交模耦合器的主要技術(shù)指標(biāo)與和隔板平行的端口關(guān)系較大，尤其是駐波。 隔膜正交模耦合器是由共用一個寬壁的矩形波導(dǎo)連接在一起而成的，它們共用的寬壁就是隔板，隔板的寬度是階梯形遞減的，從而在矩形波導(dǎo)的另一端形成一個共用的方波導(dǎo)口。雖然隔膜正交模耦合器只有三個物理接口端口，但是在電性能上它們是四端口器件，這是由于不同模和端口之間的傳輸所造成的。第三章 隔膜正模耦合器的設(shè)計(jì)理論與方法 隔膜正交模耦合器的理論隔膜正交模耦合器是一種結(jié)構(gòu)緊湊、易于加工、重量輕、體積小、性能良好的正交模耦合器。 極化損失系數(shù)：極化損失系數(shù)是指由于接收天線的極化與發(fā)射天線的極化不完全匹配而引起的接收功率損失的程度，用 K來表示。旋向：圓極化波有左旋和右旋之分，由于旋轉(zhuǎn)方向是相對的，我們把其中一個稱為右旋，另一個稱為左旋。 鑒于上列特性，圓極化天線現(xiàn)已在通信、雷達(dá)、電子對抗等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。在通信和雷達(dá)的極化分集工作和電子對抗等應(yīng)用中廣泛利用這個性質(zhì)。因此，任意極化的來波都可由圓極化天線收到；反之，圓極化天線輻射的圓極化波也可由任意極化的天線收到。 。的兩路信號，激勵一個雙線極化天線的兩個正交極化的輸入端，從而形成圓極化的輻射。線圓極化轉(zhuǎn)換器法：靠微波元器件形成圓極化導(dǎo)波，然后饋入天線輻射出圓極化波，我們在反射面天線饋源系統(tǒng)中采用的就是就是后一種方法，通過正交模耦合器把饋入的線極化波轉(zhuǎn)變?yōu)閳A極化波，然后再饋入波紋喇叭輻射出去。在電子對抗中，圓極化天線可以偵查和干擾敵方的各種線極化及橢圓極化的電波；在劇烈擺動或滾動的飛行器上裝置圓極化天線，我們就可以在即使如此惡劣的環(huán)境下也能捕捉到信息；基于上述這些優(yōu)點(diǎn)，圓極化天線在天文、航天通信及遙測、遙感設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用。TE01 模的導(dǎo)行條件是J0′=0 ,而TM11 模的導(dǎo)行條件是J1 = 0,因?yàn)镴0′= ? J1，以這兩種模式的截止波數(shù)kc 相等，所以TM11 模和TE01 模是簡并模。TM01 模具有較強(qiáng)的縱向電流分量，傳導(dǎo)電流在圓波導(dǎo)的內(nèi)壁，位移電流相對集中在圓波導(dǎo)的中心，也是沿 z 方向的。 TE11模是圓波導(dǎo)中的最低次模，TE11模的電場具有一定的極化方向，任意極化方向的電場，都能分解成為兩個正交極化的電場。高次模相當(dāng)于流體中的渦旋，渦旋是不流的，但是它對流體的流動起到十分重要的作用，有些情況下是有利于流體流動，而有些情況下是阻礙流體流動的，旋經(jīng)常出現(xiàn)在障礙物的周圍。 當(dāng)b a時(shí)，m=1，n=0 時(shí)λc 最大，因此TE10 模也稱為矩形波導(dǎo)的主模（優(yōu)勢模），在大多數(shù)的傳輸應(yīng)用中我們只希望傳輸TE10模，其他模式都成為雕落模而不傳輸。 方波導(dǎo)正交模耦合器理論基礎(chǔ) 在天饋系統(tǒng)中最常見的傳播結(jié)構(gòu)是方波導(dǎo)，它以低損耗和高功率傳輸能力為特點(diǎn)獲得了廣泛的應(yīng)用。構(gòu)建完成后，在仿真軟件HFSS中進(jìn)行仿真，得到仿真的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)主要包括一方波導(dǎo)，以及方波導(dǎo)中的金屬膜片。 簡化后的隔膜正交模耦合器結(jié)構(gòu) 論文的內(nèi)容排版和概述本論文在第一章介紹了正交模耦合器的發(fā)展現(xiàn)狀，研究意義，國內(nèi)外研究近況，在第二章介紹了圓極化特性的理論基礎(chǔ)，第三章給出了本文設(shè)計(jì)的隔膜正交模耦合器對的理論、設(shè)計(jì)方法。該方案的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，簡單，易于裝配及實(shí)現(xiàn)。表1 不同OMT的對比特征類型1類型2類型3設(shè)計(jì)簡單復(fù)雜復(fù)雜制造復(fù)雜度簡單復(fù)雜大多數(shù)很復(fù)雜且貴分?jǐn)?shù)帶寬（10%）1020≥40≥50隔離度≤35≥50≥50調(diào)整功能需要有幾個可調(diào)部件最多要有6個可調(diào)部件不需要可調(diào)部件寬帶正交模耦合器結(jié)構(gòu)眾多，常見的如鰭線、四脊、十字轉(zhuǎn)門、Boifot、雙脊和對稱負(fù)反饋，它們各具特點(diǎn)，如表2所示。非對稱OMT相對于對稱OMT的優(yōu)點(diǎn)在于，它的設(shè)計(jì)降低了體積、質(zhì)量和插入損耗。將OMT分為三種類型。正交模分為水平，垂直兩基模后，各自占總能量的一半。2004 年，林松在 3mm、5mm、8mm 波段上設(shè)計(jì)了同一結(jié)構(gòu)的非對稱型OMT，測試結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的OMT主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了工程應(yīng)用水平。在84GHz 116GHz頻率范圍內(nèi)，端口回波損耗大于17dB；交叉耦合水平低于30dB；端口間隔離