毫米波段波导隔离器

123456aa · 发表于 2022-4-6 10:22:48

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雅宝题库解析：
铁氧体隔离器是一种非互易器件，它具有单向传输的特性，广泛应用于雷达系统中。它在整机系统中发挥隔离和改善系统匹配，防止功率源由于反射而被烧毁，保证功率源输出功率稳定，并防止负载对功率源的频率牵引等作用，所以它是重要的电子元器件。毫米波具有类光特性和全天候工作能力，这就决定了毫米波系统将被广泛应用。因此，毫米波段隔离器的研制就被提上日程。考虑到在毫米波段法拉第旋转器件的优点，负载铁氧体的波导隔离器就成为首选。本文设计了工作在Ka波段的法拉第旋转隔离器，并为其它毫米波段铁氧体器件的研制提供了设计思路和工程经验。论文首先研究了铁氧体材料的旋磁特性、进动方程和铁氧体各个参数，并在此基础上进行了电磁波在负载有铁氧体的波导中传输的场理论分析，阐明了波导结构中旋磁效应的原理。然后，通过大量的实践总结出如何使用CST软件对具有非互易性的铁氧体器件进行仿真设置。继而建立模型进行仿真，便获得了铁氧体各电磁性能参数和尺寸分别与极化旋转角度之间的关系：铁氧体棒轴向长度与旋转角呈线性变化；铁氧体棒半径需大于0.9mm才能支持H11模的传播；旋转角对铁氧体磁化强度改变敏感，而对外加偏置磁场的改变不敏感。其次，根据CST仿真各结构参数和电磁性能参数的结果，加工出铁氧体棒等隔离器部件，选择吸收片，制作了一个Ka波段的法拉第旋转隔离器。最后，使用安捷伦E8363B对样品的S参数和具体旋转角进行了测试，并分析结果，提出增加隔离带宽的方案：介质匹配，使用脊波导代替普通的圆波导。本论文还包括了对在毫米波段各向异性介质电磁性能参数的测量，采用的是一种数值仿真与实测结果拟合的方法来确定参数。

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