大尺寸太赫兹平顶波束的产生研究

为了实现低频段太赫兹高斯波束整形为大尺寸平顶波束,提出了一种利用双相位板结构设计大尺寸平顶波束整形系统的方法。基于Input-Output算法,利用角谱理论计算系统参数,同时对所设计系统进行了数值仿真并搭建了实验系统,验证了出射光场的横向强度分布是否符合预期。结果表明,所设计的双相位板整形系统能够成功将0.1 THz高斯波束转换为百毫米尺寸的平顶波束,仿真结果与理论较为接近,证明了设计系统的合理性。实验中波束直径达到228 mm,虽存在部分能量泄漏,但是平坦程度很好,相对均方根甚至优于理论和仿真结果,可达89%以上,充分说明了设计方法的有效性。

X波段高功率微波四路合成器的设计与仿真研究

为了获得更高的输出功率,开展了四路高功率微波合成器的设计与研究。运用极化正交模式耦合的方法,以及TE11模有垂直和水平两种耦合系数相差极大的极化状态,设计并验证两路三通道耦合器中电磁波相同模式和相同极化方向耦合及能量传输,最后在它们的理论与仿真基础上,设计一种可行的四路高功率微波合成器结构,使四路高功率微波利用波导合成并输出。该高功率微波合成器主要由输入段、耦合段及输出段三部分组成,合成器有四个输入段,并且与四个输入端口相连,四个输入段部分为副波导通道;主通道为输出段,与输出端口直接相连。四个副通道分别利用各自与主通道之间的狭长耦合缝将能量耦合到主通道中,经主通道输出口输出。利用电磁仿真模拟软件,副通道的能量耦合效率能够达到95%以上,可以有效实现四路微波高效合成,为功率合成器提供一种应用途径。