第25卷第2期微波学报Vol.25No.22009年4月JOURNALOFMICROWAVESApr.2009文章编号:100526122(2009)02200702043模式匹配与综合方法设计Ka频段同轴-波导转换器朱大红齐锋(南京电子技术研究所,南京210013)摘要:用高精度的模式匹配法对矩形波导和同轴线的不连续性进行了理论分析,并结合综合法中的阻抗变换,分析和设计了Ka频段矩形波导-同轴转换器,借助于功能强大的仿真软件AnsoftHFSS对它进行了电磁场仿真分析和实验验证,实验结果表明:在26.5～40GHz内,带内插损不大于1.0dB,驻波比不大于1.2,其性能指标达到国内较高水平,满足工程应用要求,最后通过仿真和实验结果的比较验证了此方法的有效性。关键词:Ka频段,模式匹配法,阻抗变换,综合法,转换器DesignofaKa2BandCoaxial2WaveguideTransitionbyMode2MatchingandSyntheticMethodZHUDa2hong,QIFeng(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology,Nanjing210013,China)Abstract:Thediscontinuityofrectangularwaveguideandcoaxiallineistheoreticalanalyzedbyuseofthemode2matc2hingmethodwithhighprecision.TheKa2bandrectangularwaveguide2coaxialtransitionisdesignedusingsyntheticmethodwithimpedancetransitionsaswell.Finally,theperformanceofthemethodismodeledusingelectromagneticfieldsimulationandverifiedwiththeAnsoftHFSSsoftware.Theresultshowsthattheperformancereachestallerinlandlevelandtheengi2neeringdemand,thatis,inthebandwidthbetween26.5Ghzand40GHz,theinsertionlossisnomorethan1.0dB,VSWRisnomorethan1.2.Itisknownthatthemethodinthispaperiseffectivebycomparingsimulatedresultwithperformancere2sult.Keywords:Ka2band,Mode2matchingmethod,Impedancetransitions,Syntheticmethod,Transition导及矩形波导-同轴连接进行了理论分析,设计了引言宽频带Ka频段矩形波导-同轴转换器,文中将模矩形波导-同轴转换器件历来是各种雷达系式匹配法的数值计算值仿真结果和实验结果相比统、精密制导系统、电子对抗系统以及测试设备中不较,其结果吻合很好。可缺少的一种无源转接器件,是雷达天馈系统的重1理论分析要组成部分,其性能的好坏直接影响系统的性能。近年来毫米波技术得到迅速的发展,原来被认为不本文设计的矩形波导-同轴转换器如图1所可能用于毫米波波段的同轴系统和多种元件,由于示,矩形波导1和同轴2通过一根探针连接起来,矩它们具有频带宽、体积小、重量轻等独特的优点,而形波导是E面单边不连续性的矩形波导,可以看越来越受到国内外电子行业的重视。毫米波技术尤出:它包括了两个不连续的基本单元:E面单边不其是毫米波同轴技术的发展,进一步推动了各种元连续性的矩形波导、不连续性的同轴和矩形波导与件,特别是波导-同轴转换器件的发展,从而对这些同轴的探针连接。如图2(a)～(b)所示,对两个不器件的性能要求变得更高。连续的基本单元,用模式匹配法理论分析[1]得到其本文用高精度的模式匹配法和综合法对矩形波对应的广义散射矩阵,将两个基本单元的广义散射3收稿日期:2008205203第25卷第2期朱大红等:模式匹配与综合方法设计Ka频段同轴2波导转换器矩阵用级联公式连接起来,得到整个转换器广义散nππi2cosycosybi射矩阵。Kzibb121dy=(LH)in∫0bb1Kzn1+δ0n1+δ0i其中δ0n,δ0i是Kronekerδ函数。仿照横向电场模式匹配的处理方法,在S面上电场的横向分量Ht相等可得到:T1+1-