研究目的
为聚变等离子体实验中源波导与准光学元件之间实现高效耦合，设计并开发一种W波段模式转换器，将基模（TE11）转换为混合模（HE11），具有低反射率和高方向性。
研究成果
基于波纹喇叭的W波段模式转换器成功设计、制造并测试，展现出低反射（<-15 dB）、高模式纯度（约98%）及实测增益18.05 dB的特性。该器件适用于聚变等离子体实验中的电子回旋共振加热系统。
研究不足
波纹结构中引入了不必要的缺陷线，影响了反射系数。数控铣床的刀具加工极限为100微米，也给实现精确尺寸带来了挑战。
1：实验设计与方法选择：
采用模式匹配技术对波纹喇叭进行建模，以验证其谐振特性和不同模式配置。设计中将波纹深度从λ/2调整为λ/4以实现最大功率传输。
2：样本选择与数据来源：
输入直径保持2.62毫米不变，输出孔径直径优化为15至20毫米范围以避免高阶模式产生。
3：62毫米不变，输出孔径直径优化为15至20毫米范围以避免高阶模式产生。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：使用数控铣削工具以黄铜材料进行加工制造，通过毫米波矢量网络分析仪（MVNA：8-350 GHz）进行测量。
4：实验流程与操作步骤：
对加工器件进行反射系数（S11）和增益测试，通过y方向和z方向扫描测量电场分布。
5：数据分析方法：
基于反射系数、模式纯度、方向性和增益等参数评估性能表现，并将实测电场分布与理论高斯分布进行对比。
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CNC-milling tool
Used for fabricating the corrugated horn using brass material.
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millimeter-wave vector network analyzer
MVNA: 8-350 GHz
Used for testing the fabricated prototype.
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W-Band oscillator
Used in the measurement setup for exciting the device.
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harmonic mixer
HM1
Connected to the directional coupler for signal processing.
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W-band detector
Used for measuring the E-field distribution.
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