[发明专利]圆对称TE0n

说明书

本发明提供一种圆对称TE_0n模式滤波器，包括从上至下依次同心连接的第一圆波导段、模式滤波段和第二圆波导段，三者都为中空金属圆柱腔，第一圆波导段作为所述模式滤波器的输入接口；第二圆波导段作为所述模式滤波器的输出圆波导接口；模式滤波段内部嵌入多个形状大小相同的辐射状排列的矩形金属膜片，多个金属膜片以模式滤波段的中心为圆心、金属膜片的长度为半径的圆周上径向均匀分布；该圆对称TE_0n模式滤波器结构紧凑，易于加工实现，功率容量高，可用于基于圆波导TE_0n模式的功率合成系统中，改善基于圆波导TE_0n模式径向功率合成器有效工作频率带宽和合成效率，实现微波毫米波多路宽带高效率高功率合成。

技术领域

本发明属于微波毫米波太赫兹技术领域，特别涉及毫米波太赫兹波导空间径向功率合成技术领域。

背景技术

在微波毫米波多路高功率合成领域，基于圆对称TE_0n模式的波导空间径向功率合成技术因具有合成支路多、损耗低、功率容量大的技术特点而备受关注。在这类合成技术中，多个单模(矩形波导TE10模或微带线TEM模)支路功率信号以径向构架的方式组合为一路圆对称TE_0n模式信号，从而实现波导空间多路径向功率合成。

与其他功率放大合成技术一样，这类波导空间径向功率合成过程也由功率分配、功率放大和功率合成三个阶段组成，只是功率合成是由多个径向分布的支路信号组合成一路圆对称 TE_0n模式信号的方式实现的。我们知道，要获得高的合成效率，要求参与合成的各支路信号具有良好的幅度和相位一致性。通常，在基于圆对称TE_0n模式的波导空间径向功率合成技术中，功率分配阶段将一路圆对称TE_0n模式信号分配为径向对称分布的多路支路信号，在功率放大阶段对每一支路信号进行等幅、同相放大之后，最后在功率合成阶段再组合为一路圆对称TE_0n模式合成信号。因此，在这类合成技术中，要获取较高的合成效率，须在功率分配阶段所获得的各径向支路信号具有良好的幅度和相位一致性，这要求输入信号中圆对称TE_0n模式具有极高的纯度而其他非圆对称TE_0n模式得到极大程度的抑制。

实际上，在基于圆对称TE_0n模式的波导空间径向功率合成技术中，由于功率合成时所采用的圆对称TE_0n模式为高次模式，极易受低次模式影响；并且，合成系统中任何一个环节的非理想性都可能导致非圆对称TE_0n模式的产生。这些非圆对称模式严重地限制了基于圆对称 TE_0n模式的波导空间径向功率合成技术在相应功率合成系统应用中的工作带宽和效率。

另外，在基于圆对称TE_0n模式的波导空间径向功率合成实际系统应用中，往往还需要实现系统常用模式(多为矩形波导TE10模、微带TEM模或同轴TEM模)与圆对称TE_0n模式信号的过渡转换，这样在实际应用中引入的模式转换器因结构或工艺因素，必将激励起其他非圆对称TE_0n模式，从而破坏系统中各径向支路幅度和相位一致性降低，最终导致功率合成效率降低。

可见，在基于圆对称TE_0n模式的波导空间径向功率合成技术中，需对系统中非圆对称 TE_0n模式，特别是低次模式进行抑制，提高圆对称TE_0n模式信号纯度，达到较高的功率合成效率和较宽的有效工作带宽的目的。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种圆对称TE_0n模式滤波器。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：