極化高次模電磁波耦合器及耦合方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

094117057

專利證號

I 267231

專利獲證名稱

極化高次模電磁波耦合器及耦合方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立清華大學

獲證日期

2006/11/21

技術說明

此發明為一極化可控式高次模電磁波偶合器，原理為利用分流結構將標電磁波對稱地分流成 兩振幅相同但相位相反之電磁波，由波導結構將兩波分別注入一主體圓形波導管中，使導入 的電磁波在主體波導管內轉化成線性極化的高次模，再由極化轉換段改變極化成圓極化波， 現階段以此原理實做的例子為從標準矩形波導TE10模轉換至圓形波導TE21模的線極化或圓極 化波，而所發展方法更可衍伸至其他高次模式及其他微波管形狀的模式轉換運用。以TE21偶 合器為例，TE21偶合器在許多運用上扮演重要的角色，例如運用電子迴旋脈射的磁旋微波 源，操作於二次諧波的TE21模可使作用時所需的外加磁場減半，穩定輸出能量亦能夠大為提 升，在微波電漿加熱的發展上，圓極化TE21模的分佈對稱性預期能夠更均勻地加熱電漿， TE21模的天線雷達能更有效接收並解析不同訊號。其他高次模運用亦能近一步延伸發展。本 偶合器是由能量分流段、模式轉換段及極化轉換段組成，TE21偶合器經模擬計算並製造測試 完成，測量結果與電腦模擬完全符合，此偶合器具有高轉換效率、高模式純度、寬頻寬、極 化控制及易加工等特性。 We report the concept and development of a Ka-band mode and polarization converter that efficiently converts a TE10 rectangular waveguide mode into either a linearly or a circularly polarized TE21 cylindrical waveguide mode. The converter is composed of a power-dividing section, a mode-converting section, and a polarization-transitioning section. The converting process in each section is displayed and the working principles are discussed. A proto-type has been built and tested. The measured results agree well with the numerical calculations for both linear and circular polarizations. The measured optimum back-to-back transmission is 94% with 1-dB bandwidth of 4.1 GHz for the linear polarization. As for the circular polarization, the measured optimum transmission is 97%, but the corresponding bandwidth is indistinct due to some resonant dips.

備註

本部(收文號1050027638)同意該校105年4月21日清智財字第1059002057號函申請終止維護專利

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