变周期TE_01-TE_11模式转换器：尺寸减小与带宽拓宽的关键

本文主要探讨了一种创新的回旋速调管变周期TE_01-TE_11模式变换器的设计和优化。传统蛇形圆波导变换器在尺寸和带宽方面存在局限性，针对这些问题，研究人员提出了采用变周期结构来改进。变周期蛇形圆波导通过改变周期性设计，旨在提高从TE_01模式到TE_11模式的转换效率，这是一种高效能的模式转换策略。 作者基于耦合波方程开发了一套优化计算程序，对两种不同结构的模式变换器进行了深入分析：一是标准的蛇形变换器，工作频率为30.5 GHz，半径为16mm；二是变周期变换器。通过数值模拟，他们发现变周期变换器在尺寸上有显著优势，其最优长度为769.53mm，相较于传统蛇形变换器的1056.97mm长度，大大减小了体积。在转换效率上，变周期变换器表现出色，达到99.3%，远超传统结构的98.1%。在带宽方面，变周期结构提供了更宽的转换范围，90%以上的转换带宽可达5.9%，而传统结构仅3.3%。 这种变周期设计的优势在于它能够提供更高的转换效率和更宽的频谱响应，这对于毫米波雷达、相控阵雷达和通信系统等应用而言具有重要意义。回旋速调管作为这些系统的核心部件，其输出模式的优化可以直接影响系统的性能和成本。因此，研究和开发变周期模式变换器对于推动毫米波技术的发展具有实际价值。 关键词包括：回旋速调管、模式变换器、变周期结构和宽带，这些都是本文研究的核心内容。该研究成果不仅理论意义重大，而且对于实际工程应用具有很强的指导意义，展示了在高频率无线通信和雷达技术领域中的潜在突破。