小孔耦合法高功率微波功率测量的研究.pdfVIP

2007年全国微波毫米波会议论文集 小孔耦合法高功率微波功率测量研究 曹乃胜，罗勇，王建勋 （电子科技大学物理电子学院 成都 610054） 摘要：高功率微波因微波脉宽时间短（几十个纳秒）、功率高（吉瓦级）等特点，造成了其功率测量上的不精确。本文运用 耦合波理论分析了圆波导与矩形波导间通过小孔进行功率耦合的情况，得出有一定厚度的小孔耦合度公式，并分析了耦合度 随小孔半径、小孔厚度的变化关系，确定了TE01 模式下传输频率34GHz 的小孔耦合装置的尺寸，结合数值计算软件MATLAB 和电磁仿真软件HFSS进行优化设计，使得仿真和理论的数值差别在 1.5dB之内，孔耦合度随频率的变化波动比较小，利于 更加精确地测量微波输出功率。 关键字：高功率微波，功率测量，小孔耦合，耦合度 Reseach of HPM power measurement via small-aperture coupling CAO Naisheng，LUO Yong，WANG Jianxun School of Physical Electronics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China Abstract: The power measurement of high power microwave(HPM)was inaccurate because of its features of short pulse duration(the order of nanosecond),high powerlevel(the order of gigawatt)and so on.Presented in this paper the investigation of coupled power in the hole-coupling widely used in HPM measurement.Considerding the thickness of hole,the formulas of coupling degree was predicted with coupled wave analysis. Dependence of coupling degree on holes adius ,holes thickness andcircular waveguides radius is studied at 34GHz.Based on the 3-D electro-magnetic simulation and numerical calculations ,the validations on the numerical results of hole-couplings coupling degree were made. Key Words : High power microwave(HPM)， Power measurement ，Hole-coupling， Coupling degree [1-3] 。通过孔缝耦合的方式可以减少环境对测量结果的 1 引言 影响，因此在进行高功率微波测量方面受到国内外重 微波功率测量都是通过微波的效应来进行测量 视，即用小孔耦合理论设计耦合装置搭建通过式测量 的，即通过微波的电场、磁场、功率或能量对某些材 [4] 系统 。功率器件输出的微波功率，在经过圆柱波导 料或器件作用产生的效应，将微波转化成可测量的物 后，绝大部分进入量热式微波大功率计，以测量高功 理量（如热量、低频电能等），通过检