第４２卷第５期国 防 科 技 大 学 学 报Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．５２０２０年１０月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＩＯＮＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＤＥＦＥＮＳＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯｃｔ．２０２０ｄｏｉ：１０．１１８８７／ｊ．ｃｎ．２０２００５０１３ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎ高功率微波径向线连续横向枝节阵列天线设计 孙云飞，贺军涛，袁成卫，张 强，张泽海
（国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南长沙 ４１００７３）
摘 要：为了实现Ｋｕ波段高功率微波的定向发射，研究并设计了新型高功率径向线连续横向枝节阵列天线。该天线采用圆极化同轴ＴＥ
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模式进行馈电，经双层径向线波导传输后，通过连续横向枝节单元向外辐射。天线工作在驻波模式，相邻两圈缝隙的径向间距为一个波导波长，在上层径向线末端放置短路金属杆，金属杆表面到最内侧缝隙的径向间距为半个波导波长，整个天线具有较高的增益和功率容量。仿真研究了
一个工作在１４．２５ＧＨｚ的天线，天线的高度为８０ｍｍ，半径为２８５ｍｍ。仿真结果表明：该天线具有３５．３ｄＢｉ的增益和４７％的口径效率，反射系数小于－２５ｄＢ，辐射效率超过９９．
０％，同时具有吉瓦级的功率容量。
关键词：连续横向枝节；径向线波导；高功率微波；Ｋｕ波段
捕鼠器制作
中图分类号：ＴＮ８２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－２４８６（２０２０）０５－０８５－０５
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荧光法溶解氧
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高压阻尼线
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天线作为高功率微波系统的辐射装置，其特性直接决定了高功率微波系统的性能［１］。由于高功率微波的特殊性，高功率微波天线需要满足一些特殊的要求，例如高功率容量、高辐射效率、高增益等［２－８］。多数高功率微波源的输出模式为旋转轴对称模式，如同轴ＴＥＭ模式、圆波导ＴＭ
０１模式等，如果这些模式直接由传统的喇叭天线辐射，会产生轴向为零的环状方向图，不利于高功率微波能量的汇聚。近年来，研究人员设计了多种适用于高功率微波的辐射系统，包括模式转换天线［２］、模式转换器＋喇叭天线［３－４］、径向线螺旋阵子天线［５］、矩形波导窄边裂缝天线［６］、高功率径向线缝隙阵列天线［７－８］等。但是这些天线都只适用于较低的工作频段，如Ｌ、Ｓ和Ｘ波段。高频率是高功率微波技术发展的一个重要方向［９－１０］，目前在Ｋｕ波段已取得了ＧＷ量级的微波输出，现有的高功率微波天线难以满足其应用需求。连续横向枝节（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＴｒａｎｓｖｅｒｓｅＳｔｕｂ，ＣＴＳ）天线被广泛应用于高频段卫星和手机通信中［１１－１２］，它具有低剖面、低损耗、对加工精度要求不高等优点，但是由于其内部通常填充了介质材料，造成了其功率容量较低，不能直接应用于高功率微波领域。基于此，本文提出并研究了一种全金属的径向线ＣＴＳ阵列天线，该天线具有较高的功率容量和较高的辐射效率，同时具有紧凑的结构，可以用于Ｋｕ波段高功率微波的发射。
收稿日期：２０１９－０３－１２
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１７０６２４２）
作者简介：孙云飞（１９９２—），男，河南舞阳人，博士研究生，Ｅ ｍａｉｌ：ｓｕｎｙｕｎｆｅｉ＿ｇｆｋｄ＠１６３．ｃｏｍ；
袁成卫（通信作者），男，研究员，博士，硕士生导师，Ｅ ｍａｉｌ：ｃｗｙｕａｎ＠ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎ测量空间
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