波导耦合器制造技术

本发明专利技术公开了一种波导耦合器，包括：第一连接部，该第一连接部设置为与第一波导管连接；以及第二连接部，该第二连接部设置为与第二波导管连接，所述第一连接部和第二连接部用于将所述第一波导管和所述第二波导管连接到一起；其中，波调制部设置在所述第一连接部和第二连接部之间，所述波调制部设置为调制在所述第一波导管和所述第二波导管之间传递的波信号。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种波导耦合器，包括：第一连接部，该第一连接部设置为与第一波导管连接；以及第二连接部，该第二连接部设置为与第二波导管连接，所述第一连接部和第二连接部用于将所述第一波导管和所述第二波导管连接到一起；其中，波调制部设置在所述第一连接部和第二连接部之间，所述波调制部设置为调制在所述第一波导管和所述第二波导管之间传递的波信号。【专利说明】波导耦合器
本专利技术涉及一种波导耦合器，更具体地，但非排他地，涉及一种设置为连接金属波导管和介电波导管的宽带亚毫米级波介电波导耦合器。
技术介绍
波导管被广泛地用于不同的
，如无线通信和有线通信、计量、传感和保安以引导波从一个点到另一个点。一般地，波导管可以大体上分为金属波导管和介电波导管。这些不同的波导管具有迥然不同的基本特征和波导特性。 由于太赫兹(THz)级频率范围位于微波制(microwaves regime)和光学制(optics regime)之间，新兴的THz波导应用将自然地采用这两个制度(regime)的技术融合。虽然对于大多数应用中光学和微波之间的过渡只需要简单的缩放，但光学和微波之间的导波应用通常需要使用金属波导管和介电波导管，金属波导管和介电波导管具有显著不同的用于传递波信号或功率的波导特性。这些波导管之间的有效的波信号或功率的传递和连接对THz导波系统的操作和特性是十分重要的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种波导稱合器，包括:第一连接部，该第一连接部设置为与第一波导管连接；以及第二连接部，该第二连接部设置为与第二波导管连接，所述第一连接部和第二连接部用于将所述第一波导管和所述第二波导管连接到一起；其中，波调制部设置在所述第一连接部和第二连接部之间，所述波调制部设置为调制在所述第一波导管和所述第二波导管之间传递的波信号。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述波调制部可操作以调制在所述第一波导管和所述第二波导管之间传递的波的功率。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述第一波导管为介电波导管或金属波导管中的一者；并且所述第二波导管为介电波导管或金属波导管中的另一者。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述波导稱合器由介电材料制成。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述波导稱合器由塑料或热塑性材料制成。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述塑料或热塑性材料包括聚丙烯。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述波导耦合器通过注塑成型的方式通过以单模或多模制成。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述第一波导管包括第一形状或结构；并且所述第二波导管包括第二形状或结构。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述第一连接部包括锥形结构，该锥形结构设置为插入到具有所述第一形状的第一波导管内以在所述第一波导管和所述波导耦合器的所述波调制部之间传递波信号。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述第二连接部包括具有所述第二形状的结构以在所述波导耦合器的所述波调制部和所述第二波导管之间传递波信号。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述波调制部包括弯曲的锥形结构，该锥形结构在所述第一连接部的所述锥形结构和具有所述第二连接部的具有所述第二形状的所述结构之间过渡。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述波调制部包括模式整形器(modeshaper)，该模式整形器设置为将从所述第一波导管收到的第一模场调制为适应于所述第二波导管的第二模场；或者所述模式整形器设置为将从所述第二波导管收到的第二模场调制为适应于所述第一波导管的第一模场。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述波导耦合器还包括波导管部，该波导管部设置在所述第一连接部和所述波调制部之间。 在所述第一方面的一种实施方式中，所述波导耦合器适于亚毫米级波和太赫兹级频率范围的应用。 根据本专利技术的第二方面，提供一种波导管，该波导管包括至少一个根据本专利技术第一方面的所述波导稱合器。 【专利附图】【附图说明】 现在将参考附图通过举例的形式描述本专利技术的【具体实施方式】，其中: 图1A是根据本专利技术的一种实施方式的用于亚毫米级波和太赫兹级频率范围应用的波导耦合器的不同视图； 图1B示出图1A中的波导耦合器； 图2示出根据本专利技术的一种实施方式的由介电(热塑性)材料制成的两个波导耦合器的结构； 图3是两个图2中的介电波导耦合器端对端过渡的模拟传递和回程损耗的曲线图，其中，两个图2中的介电波导耦合器背对背的设置在两个处于140GHz至220GHz频率带的WR-22金属波导管之间； 图4是金属模式转换器和具有两个根据本专利技术的一种实施方式的图2中的介电波导耦合器的测量装备，其中，两个介电波导耦合器背对背设置；以及 图5是通过图4中的测量设备测得的图2中背对背设置的两个介电波导耦合器的总传输功率损耗(S21)和反射功率损耗(Sll)的曲线图。 【具体实施方式】 参考图1A至图2，示出一种波导耦合器，该波导耦合器包括:设置为连接于第一波导管的第一连接部和设置为连接第二波导管的第二连接部，第一连接部和第二连接部用于将第一波导管和第二波导管连接到一起；其中，波调制部设置在第一连接部和第二连接部之间，波调制部设置为调制在第一波导管和第二波导管之间传递的波信号。优选地，波调制部可操作以调制在第一波导管和第二波导管之间传递的波的功率。 图1A和图1B示出根据本专利技术的一种实施方式的用于亚毫米级波和太赫兹级频率应用的波导耦合器102。如图1A和图1B中所示的波导耦合器102设置为连接在金属波导管和介电波导管之间，并且因此将金属波导管和介电波导管连接到一起。在本实施方式的一种示例中，波导耦合器102设置为将来自矢量网络分析仪(PNA-X)的矩形金属I/O端的信号连接至介电棒形波导管(未示出)，或者波导耦合器102设置为将来自介电棒形波导管(未示出)的信号连接至矢量网络分析仪(PNA-X)的矩形金属I/O端。在一种实施方式中，通过商业上可用的金属锥形模式转换器(未示出)减缓介电耦合器102的制造误差，在140GHz至220GHz工作的PNA-X的矩形(金属)波导管I/O端由标准的WR-05 (1.3mmX0.65mm)被扩大至增大的WR-22 (5.6mm X2.8mm)。优选地，时域有限差分法FDTD求解器软件包用于设计和优化波导耦合器102。在其它的实施方式中，不论金属波导管和介电波导管是什么形式或形状，波导耦合器102都适应于连接不同的金属波导管和介电波导管。 优选地，如图1A和图1B所示的波导耦合器102由具有低介电常数的材料制成。这种材料可以为，例如，如塑料或热塑性塑料的介电材料。在本实施方式中，波导耦合器102由聚丙烯(PP)制成。通过THz-TDS的聚丙烯的折射率的测量显示，聚丙烯具有约为1.49的低折射率，在亚毫米/THz频率带中具有非常低的吸收损耗，因此聚丙烯非常适于亚毫米/THz频率应用。在其他的实施方式中，其它塑料、热塑性塑料或聚合物材料也能够用于制造波导稱合器102。优选地,波导稱合器102通过注塑成型的方式制成。波导稱合器102可以根据结构和设计的复杂性通过单模或多模制成。 在优选的实施方式中，如图1A和图1B所示的介电波导耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波导耦合器，包括：第一连接部，该第一连接部设置为与第一波导管连接；以及第二连接部，该第二连接部设置为与第二波导管连接，所述第一连接部和第二连接部用于将所述第一波导管和所述第二波导管连接到一起；其中，波调制部设置在所述第一连接部和第二连接部之间，所述波调制部设置为调制在所述第一波导管和所述第二波导管之间传递的波信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱世德，周鹏，徐秉源，
申请(专利权)人：香港城市大学，
类型：发明
国别省市：中国香港;81