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龙图腾网获悉中国人民解放军国防科技大学申请的专利一种紧凑型宽带圆波导TM₀₁-TE₀₁模式转换器获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119812701B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411791471.9，技术领域涉及：H01P1/16；该发明授权一种紧凑型宽带圆波导TM₀₁-TE₀₁模式转换器是由袁成卫;庄庆贺;晏峰;张强;孙云飞;靳璐璐;宁辉设计研发完成，并于2024-12-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种紧凑型宽带圆波导TM₀₁-TE₀₁模式转换器在说明书摘要公布了：本发明公开了一种紧凑型宽带圆波导TM01‑TE01模式转换器。本发明由圆波导TM01模式功分器、N个矩形波导极化弯折结构和圆波导TE01模式合成器组成，沿中心轴线呈中心旋转对称布局。圆波导TM01功分器由输入圆波导、圆弧倒角结构、圆盘波导、H面盘形输出结构和圆台状匹配结构组成。矩形波导极化弯折结构由2个E面矩形弯波导、一个矩形波导组成。圆波导TM01模式功分器与圆波导TE01模式合成器沿中心轴线旋转错开ψ。圆波导TE01合成器由输出圆波导、第二圆弧倒角结构、第二圆盘波导、E面盘形输入结构和圆锥状匹配结构组成。本发明功率容量和传输效率高，轴向尺寸小，传输效率大于95％的相对工作带宽宽。

本发明授权一种紧凑型宽带圆波导TM₀₁-TE₀₁模式转换器在权利要求书中公布了：1.一种紧凑型宽带圆波导TM01-TE01模式转换器，其特征在于紧凑型宽带圆波导TM01-TE01模式转换器由一个圆波导TM01模式功分器1、一组矩形波导极化弯折结构2和一个圆波导TE01模式合成器3三部分顺序同轴相连组成，一组矩形波导极化弯折结构2共N个；这三部分均采用金属材料制成；整个模式转换器沿中心轴线OO'呈中心旋转对称布局，其轴向长度为l；定义圆波导TM01模式的高功率微波的输入端为紧凑型宽带圆波导TM01-TE01模式转换器输入端，也即紧凑型宽带圆波导TM01-TE01模式转换器左端，圆波导TE01模式的高功率微波的输出端为紧凑型宽带圆波导TM01-TE01模式转换器输出端，即紧凑型宽带圆波导TM01-TE01模式转换器右端； 圆波导TM01功分器1由输入圆波导11、第一圆弧倒角结构12、第一圆盘波导13、H面盘形输出结构14和圆台状匹配结构15组成；输入圆波导11为圆筒，其内半径为r0，轴向长度为Lin，壁厚为t；输入圆波导11的左端为紧凑型宽带圆波导TM01-TE01模式转换器输入端；输入圆波导11的右端与第一圆弧倒角结构12的左端同轴相连，第一圆弧倒角结构12的右端与第一圆盘波导13的内侧左端面同轴相连；第一圆弧倒角结构12通过对输入圆波导11右端与第一圆盘波导13内侧左端的连接处倒圆角处理形成，其倒角半径为rb2；第一圆弧倒角结构12抑制因波导不连续而引起的电场增强效应，提高紧凑型宽带圆波导TM01-TE01模式转换器的功率容量；第一圆盘波导13外端面与H面盘形输出结构14相连，其外端面的半径为r1；H面盘形输出结构14由N个结构相同的H面梯形波导和N个结构相同的H面矩形波导组成；每个H面梯形波导的外侧均与一个H面矩形波导相连，并围绕圆波导TM01功分器1的中心轴线OO'等角圆周排布，即相邻H面梯形波导与中心轴线OO'的夹角θ＝360N；N个H面梯形波导和H面矩形波导均按照顺时针顺序进行标号；N个H面梯形波导的标号分别为1411,1421,…,14n1,…,14N1；N个H面矩形波导的标号分别为1412,1422,…,14n2,…,14N2；第n个梯形波导宽边底部长度a1＝2r1sinθ2，宽边顶部长度为a0，窄边长度为b0，径向长度为d1；第n个矩形波导宽边长度等于a0，窄边长度等于b0，高度为l1；圆台状匹配结构15位于圆波导TM01功分器1右端，并且同轴嵌套在输入圆波导11、第一圆弧倒角结构12、第一圆盘波导13空间中央，与第一圆盘波导13的内侧右端面相连；圆台状匹配结构15由顶部圆台151、中部圆筒152和底部圆台153从左至右顺序同轴相连构成，它们的壁厚均等于t；其中顶部圆台151为左端有底的空心圆台，左端面半径为re1，右端外半径为re2，轴向长度为le1；顶部圆台151左端顶部的外边缘处存在一个半径为rb1的圆弧倒角；顶部圆台151右端与中部圆筒152的左端同轴相连；中部圆筒152外半径为re2，轴向长度为le2；中部圆筒152右端与底部圆台153的左端同轴相连；底部圆台153为无底空心圆台，左端外半径等于re2，右端外半径为re3，轴向长度为le3，底部圆台153右端与第一圆盘波导13的内侧右端面平齐；第一圆弧倒角结构12和圆台状匹配结构15在输入圆波导11和第一圆盘波导13之间共同起阻抗匹配的作用；顶部圆台151将输入圆波导11的TM01模式微波逐渐转换为同轴TEM模式，再通过第一圆弧倒角结构12、底部圆台153和第一圆盘波导13的协同作用，实现同轴TEM模式到N路等幅同相H面矩形波导TE10模式的转换； 一组矩形波导极化弯折结构2中的第n个矩形波导极化弯折结构2n由第一E面矩形弯波导2n1、第一矩形波导2n2和第二E面矩形弯波导2n3顺序相连组成；第一E面矩形弯波导2n1由一段长度为l2的第二矩形波导2n11和一个90°E面矩形弯波导2n12顺序相连构成；第二矩形波导2n11作为输入端，与圆波导TM01功分器1的第n个H面矩形波导14n2的输出端相连；90°E面矩形弯波导2n12的内侧采用圆弧倒角，外侧采用三角形切角；其内侧圆弧倒角半径为rb3，外侧纵向切角长度为c1、横向切角长度为c2；90°E面矩形弯波导2n12的输出端与第一矩形波导2n2的输入端相连；第一矩形波导2n2的底部封闭，靠近底部内侧的窄边开一矩形口2n4，使微波的传输方向沿H面内侧弯折90°；在第一矩形波导2n2底部内侧采用圆弧倒角，外侧采用三角形切角；其内侧圆弧倒角半径为rb4，外侧切角长度分别为c3、c4；第一矩形波导2n2的输出端与第二E面矩形弯波导2n3的输入端相连；第二E面矩形弯波导2n3由E面弯波导2n31和第三矩形波导2n32顺序相连构成；E面弯波导2n31的内侧圆弧半径为rb6，外侧圆弧半径为rb5，弯曲角度为第三矩形波导2n32的宽边长度等于a0，窄边长度等于b0，长度为l4；圆波导TM01模式功分器1与圆波导TE01模式合成器3沿中心轴线旋转错开ψ； 圆波导TE01合成器3由输出圆波导31、第二圆弧倒角结构32、第二圆盘波导33、E面盘形输入结构34和圆锥状匹配结构35组成；输出圆波导31为圆筒，其内半径为r2，轴向长度为Lout，壁厚等于t；输出圆波导31的右端为输出圆波导31的输出端，也是紧凑型宽带圆波导TM01-TE01模式转换器的输出端；输出圆波导31的左端与第二圆弧倒角结构32的右端同轴相连，第二圆弧倒角结构32的左端与第二圆盘波导33的内侧右端面同轴相连；第二圆弧倒角结构32的倒角半径为rb7；第二圆盘波导33外端面与E面盘形输入结构34相连，其外端面的半径为r3；E面盘形输入结构34由N个结构相同的E面梯形波导和E面矩形波导组成，每个梯形波导的外侧均与一个E面矩形波导相连，并围绕圆波导TE01合成器3的中心轴线OO'等角圆周排布，即相邻梯形波导与中心轴线OO'的夹角等于θ；N个E面梯形波导和E面矩形波导均按照顺时针顺序进行标号；N个E面梯形波导的标号分别为3411，3421,…,34n1,…,34N1；N个E面矩形波导的标号分别为3412，3422,…,34n2,…,34N2；第n个梯形波导窄边底部长度为2r3sinθ2，窄边顶部长度为b0，宽边长度a0，径向长度为d2；第n个矩形波导34n2的宽边长度等于a0，窄边长度等于b0，高度为l5；圆锥状匹配结构35位于圆波导TE01合成器3左端，并且同轴嵌套在输入圆波导31、第二圆弧倒角结构32、第二圆盘波导33空间中央，与第二圆盘波导33的内侧左端面平齐；圆锥状匹配结构35为一左端开口的空心圆锥，其厚度等于t，左端开口半径为c6，轴向长度为c5；当圆波导TE01合成器3的N个E面矩形波导输入端同时接收到N路等幅同相的微波信号后，经第二圆弧倒角结构32和圆锥状匹配结构35的协同作用，实现N路等幅同相E面矩形波导TE10模式至圆波导TE01模式的高效合成。

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