同轴探针激励矩形波导模式谱图研究：理论与应用验证

该篇文章《同轴探针对称激励矩形波导模式谱图研究》由张欣、郭利强、焦永昌和唐家明共同完成，发表于2007年3月的《宇航学报》第28卷第2期。研究主要关注同轴探针在矩形波导中的应用，特别是针对称激励情况下的模式谱图特性。 文章首先回顾了早期物理学原理，指出金属波导管传输电磁波时存在的截止和高次模问题，强调了矩形波导工作频率的国际规定，即主模截止频率fc的1.25-1.9倍。然而，作者提出在实际微波测量中，矩形波导在高于2fc的频率下并不一定会出现高次模，这促使他们重新审视矩形波导的模式谱图。 矩形波导的传输模式受波导宽窄比（r）和激励方式影响，其中同轴波导转换器是最常用的激励方法，它涉及到探针对不同模式的输入阻抗设计。作者在此论文中特别关注对称激励条件下的同轴探针，证明在这种情况下，不会出现引起合成场结构不对称的TE20和TE01模。为了验证这一理论，作者采用了分式线性变换检测法进行对比测试，并在7-16GHz频带内对聚四氟乙烯样品进行了复介电常数的测量，结果显示测量精度较高。 此外，实验数据表明，在某些条件下，标准三公分波导的工作频率可以达到16GHz，甚至在宽窄边比r=3的条件下可提升至19GHz。这些结果对于微波材料的宽带测量具有实际应用价值，因为它拓宽了矩形波导的可用频率范围，有助于提高通信和信号处理的性能。 本文的核心内容集中在同轴探针对称激励矩形波导的特性分析，尤其是在模式选择和输入阻抗优化方面，为微波测量技术的发展提供了新的理解和实践指导。