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JKIEES, vol. 30, no. 7, pp.542-548, January, 2019
DOI. http://dx.doi.org/10.5515/KJKIEES.2019.30.7.542

Simulation and Analysis of a High-Power 2.85-GHz TE10-TEM Mode Converter 고출력 2.85 GHz TE10-TEM 모드 변환기 시뮬레이션 및 분석

김 동 우․김 택 헌*․오 순 수 Dong-Woo Kim․Taek-Heon Kim*․Soon-Soo Oh
조선대학교 전자공학과(Department of Electronic Engineering, Chosun University) *한국전자통신연구원 부설연구소(The Affiliated Institute of Electronics and Telecommunications Research Institute)

High-power microwaves are used in several applications, but require special systems because of their high power. When designing such systems, the phenomenon of breakdown is the most important consideration. In this study, the structures of two mode converters used in high-power systems are analyzed, and a structure that does not require vacuum equipment is designed. The designed structure is a TE10-TEM mode converter that outputs TEM from the incident TE10 with high power. The reflection coefficient, S11, of the proposed model is satisfied below ?20 dB and does not exceed the maximum threshold voltage. The proposed mode converter can be applied to high-power microwave systems in various industries.

고출력마이크로웨이브(HPM)는 넓은 영역에서 응용되어지고 있지만, 높은 출력을 사용하기 때문에 특별한 요구규격을만족해야한다. 특히 고출력 시스템을 설계 시 가장 중요하게 고려되어야 하는 부분 중 하나는 절연파괴 현상이다. 본논문은 고출력 시스템에 사용될 수 있는 모드변환기를 여러 구조에서 분석하였고, 진공 장치가 필요하지 않는 구조를설계하였다. 최종 제안된 모델은 구형도파관에서 TE10 모드로 고전력을 인가하여 TEM 모드로 출력되는 TE10-TE11-TEM 모드변환기이다. 시뮬레이션 결과, 제안된 모드변환기의 반사계수, S11은 ?20 dB 이하를 만족하고, 절연파괴 현상이 발생되는 최대 임계 전압을 초과하지 않는다. 본 논문에서 분석된 모드변환기 구조는 다양한 산업분야에서 고출력마이크웨이브 시스템에 응용할 수 있을 것이다.

Keyword : Mode Convertor, HPM Antenna, Waveguide, Dielectric Breakdown

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