An Analytical Design and Analysis Method for a High-Power Circular to Rectangular Waveguide Mode Converter and Its Applications

Yeddulla M.; Tantawi S.; Jiquan Guo; Dolgashev V.

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An Analytical Design and Analysis Method for a High-Power Circular to Rectangular Waveguide Mode Converter and Its Applications

机译：大功率圆-矩形波导模式转换器的分析设计与分析方法及其应用

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An analytical method to estimate the scattering of RF power into multiple modes inside a nonuniform waveguide using perturbation techniques is presented. This method is quite general, much faster than numerical methods, and may be applied to a wide variety of nonuniform waveguides. We have used this method to design and analyze a three-section mode transformer that converts a TE01 circular waveguide mode to a TE20 rectangular waveguide mode. This mode converter is specially suitable for use in ultra-high-power applications. Due to the complexity of the problem, we have used the symbolic solver Mathematica to produce most of our analytical results. The results match within reasonable accuracy with High Frequency Structure Simulator field solver simulations. We also present the application of this mode converter to variety of ultra-high-power microwave components and experimentally show the performance of these devices.

机译：提出了一种利用扰动技术估算射频功率向非均匀波导内多个模式的散射的分析方法。该方法非常通用，比数值方法快得多，并且可以应用于各种各样的非均匀波导。我们已经使用这种方法来设计和分析三段式变压器，该变压器将TE01圆形波导模式转换为TE20矩形波导模式。该模式转换器特别适合用于超高功率应用。由于问题的复杂性，我们使用了符号求解器Mathematica来生成大多数分析结果。结果与高频结构模拟器现场求解器模拟在合理的精度范围内匹配。我们还介绍了该模式转换器在各种超高功率微波组件中的应用，并通过实验证明了这些器件的性能。

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来源
《Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on》 |2009年第6期|p.1516-1525|共10页
作者
Yeddulla M.; Tantawi S.; Jiquan Guo; Dolgashev V.;
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作者单位

Stanford Linear Accel. Center (SLAC), Menlo Park, CA;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
circular waveguides; electromagnetic wave scattering; perturbation techniques; rectangular waveguides; Mathematica; RF power scattering; high frequency structure simulator field solver simulations; high-power circular waveguide; mode converter; nonuniform waveguide; rectangular waveguide; symbolic solver; three-section mode transformer; ultra-high-power microwave components; Accelerator RF systems; coupled mode analysis; electrodynamics; electromagnetic analysis; electromagnetic fields; high-power RF; microwave devices; microwave power transmission; waveguides;

机译：圆形波导;电磁波散射;摄动技术;矩形波导;Mathematica;RF功率散射;高频结构模拟器场求解器模拟;大功率圆形波导;模式转换器;非均匀波导;矩形波导;符号求解器;三截面模式变压器高功率微波组件加速器射频系统耦合模式分析电动力学电磁分析电磁场高功率射频微波设备微波功率传输波导;

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