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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

摘要：本发明公开了一种三弯膜片加载式变极化器，目的是解决现有介质板变极化器、铁氧体变极化器功率容量较低的缺陷。本发明由三弯TM01‑TE11模式转换器和膜片加载式圆极化器组成。三弯TM01‑TE11模式转换器和膜片加载式圆极化器的圆波导段对接。三弯TM01‑TE11模式转换器由第一圆波导、第一弯曲型圆波导、第二弯曲型圆波导、第三弯曲型圆波导和第二圆波导构成。膜片加载式线‑圆极器由第三圆波导和金属膜片构成。金属膜片沿第三圆波导轴线对称焊接在第三圆波导内壁两侧，呈实心船状。本发明模式转换效率高，在中心频率处的传输效率超过99.5％。本发明结构简单，变极化功能实现容易，可以实现GW级的功率容量。

主权项：1.一种三弯膜片加载式变极化器，其特征在于三弯膜片加载式变极化器由三弯TM01-TE11模式转换器1和膜片加载式圆极化器2组成，三弯TM01-TE11模式转换器1和膜片加载式圆极化器2共轴连接，膜片加载式圆极化器2能绕膜片加载式圆极化器2的中心轴OO’旋转；三弯TM01-TE11模式转换器1将微波从TM01模式转换为线极化TE11模式，膜片加载式圆极化器2将微波从线极化TE11模式转换为圆极化TE11模式；三弯TM01-TE11模式转换器1采用金属材料制备，由第一圆波导11、第一弯曲型圆波导12、第二弯曲型圆波导13、第三弯曲型圆波导14和第二圆波导15构成，第一圆波导11、第二圆波导15共轴；第一圆波导11一端与微波源的输出端口相连作为三弯膜片加载式变极化器的输入端口，另一端与第一弯曲型圆波导12相连；第一弯曲型圆波导12一端与第一圆波导11相连，另一端与第二弯曲型圆波导13相连；第二弯曲型圆波导13一端与第一弯曲型圆波导12相连，另一端与第三弯曲型圆波导14相连；第三弯曲型圆波导14一端与第二弯曲型圆波导13相连，另一端与第二圆波导15相连；第二圆波导15一端与第三弯曲型圆波导14相连，另一端作为三弯TM01-TE11模式转换器1的输出端口，与膜片加载式圆极化器2的输入端相连；定义靠近微波源的一端为三弯膜片加载式变极化器的输入端，远离微波源的一端为三弯膜片加载式变极化器的输出端；第一圆波导11内半径为R0，长度为h0，侧壁厚度为d；第一弯曲型圆波导12内半径等于R0，曲率半径为R1，弯曲角度为θ1，侧壁厚度等于d；第二弯曲型圆波导13内半径等于R0，曲率半径为R2，弯曲角度为θ2，侧壁厚度等于d；第三弯曲型圆波导14内半径等于R0，曲率半径为R3，弯曲角度为θ3，侧壁厚度等于d；第二圆波导15内半径等于R0，长度等于h0，侧壁厚度等于d；第一圆波导11从微波源接收TM01模式的微波，将TM01模式的微波传输到第一弯曲圆波导12中；第一弯曲圆波导12、第二弯曲型圆波导13、第三弯曲型圆波导14通过弯曲波导模式耦合理论将TM01模式微波转换为TE11模式微波，并将TE11模式微波共轴输出至第二圆波导15，由第二圆波导15将TE11模式微波输出至膜片加载式圆极化器2；膜片加载式圆极化器2由第三圆波导21、第一膜片22和第二膜片23构成；第三圆波导21由金属材料制成，其内半径等于R0，长度为L1，厚度等于d；第一膜片22和第二膜片23沿第三圆波导21的轴线OO’对称焊接在第三圆波导21内壁，第一膜片22中心位置与输入端口和输出端口的距离相等；第一膜片22和第二膜片23的形状相同，呈实心船状；第一膜片22由第一左膜片斜坡221、第一膜片中间段222、第一右膜片斜坡223组成；第一左膜片斜坡221和第一右膜片斜坡223的形状相同，第一左膜片斜坡221呈斜切圆柱状，即由一与圆柱端面和圆柱侧面相交的平面对实心圆柱进行分割后留下的仅有三个面的部分，轴向长度为L2；第一膜片中间段222呈圆柱水平横切状，即由一与两端面相交且与轴线平行的平面对实心圆柱进行分割后两端弧形为劣弧的部分，轴向长度为L3，厚度为h；第一右膜片斜坡223与第一膜片中间段222相连位置进行倒角处理，倒角半径为r；第二膜片23由第二左膜片斜坡231、第二膜片中间段232、第二右膜片斜坡233组成，第二左膜片斜坡231和第二右膜片斜坡233的形状相同；第二左膜片斜坡231的轴向长度等于L2，第二膜片中间段232的轴向长度等于L3，第二膜片中间段232的厚度等于h；第二右膜片斜坡233与膜片中间段232相连位置进行倒角处理，倒角半径等于r；第三圆波导21为膜片加载式圆极化器2的输出波导，第一膜片22、第二膜片23通过改变电磁波在垂直于膜片方向的传播常数从而实现圆极化；第三圆波导21和三弯TM01-TE11模式转换器1通过旋转关节连接。

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