具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器制造技术

本发明专利技术公开了一种毫米波耦合系数高平坦度双定向耦合器，该耦合器具体包括作为微波主传输通道的主脊波导、作为信号取样通道的副脊波导以及耦合小孔，副脊波导平行设置在主脊波导两侧；主脊波导的结构为上下不同脊的双脊波导；副脊波导为单脊波导，且两侧的副脊波导结构和尺寸均相同；主脊波导两侧分别通过耦合小孔与副脊波导连通，耦合小孔用于连通主副波导并作为耦合通道。微波信号从主脊波导一端输入，绝大部分信号能量传输至主脊波导另一端，少部分信号能量通过主脊波导H面的耦合通道耦合到副脊波导中。本发明专利技术提供的脊波导双定向耦合器适用于微波、毫米波、太赫兹领域，其拥有耦合输出平坦度高、工作频带宽，回波损耗低，方向性好等优点。性好等优点。性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器


[0001]本专利技术属于耦合器
，具体涉及一种具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器。

技术介绍

[0002]定向耦合器是一种微波系统中重要的多端口宽带匹配网络，常用于系统网络中的功率分配与合成，同时还可以进行信号相位的转换。在微波领域中，定向耦合器广泛应用于频率变换器、滤波器、功率分配器和天线馈电网络等各类型微波电路中。现阶段随着技术的进步，定向耦合器的工作频带不断提高，太赫兹的应用以及微波系统精度的提高对定向耦合器的设计提出了更高的要求。
[0003]定向耦合器根据结构不同可分为多种类型，如波导定向耦合器、微带线定向耦合器、同轴线定向耦合器、和带状线定向耦合器等。波导定向耦合器通常通过在两波导公共壁开孔来实现信号的耦合。单孔的波导定向耦合器往往工作在极窄的带宽内，为了提高波导定向耦合器的工作带宽，常用的方法是在波导的公共壁开设更多的耦合小孔。但随着工作带宽的提高，耦合度随着频率的变化会产生明显的波动，对工程应用带来了一定程度的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种新型的脊波导定向耦合器，以解决上述提出的宽带波导定向耦合器存在的带宽内耦合度波动明显的问题，从而满足工程应用上对耦合信号强度在较小范围内波动的要求。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供一种具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器，包括作为微波主传输通道的主脊波导、作为信号取样通道的副脊波导以及耦合小孔，副脊波导平行设置在主脊波导两侧；
[0006]主脊波导的结构为上下不同脊的双脊波导；副脊波导为单脊波导，且两侧的副脊波导结构和尺寸均相同；主脊波导两侧分别通过耦合小孔与副脊波导连通，耦合小孔用于连通主副波导并作为耦合通道。
[0007]本专利技术的进一步改进在于，主脊波导的上脊与下脊的宽边s相同，下脊窄边d1和上脊窄边d2的比值范围为3:1～3:2。
[0008]本专利技术的进一步改进在于，副脊波导设置有下脊，副脊波导的下脊尺寸与主脊波导的下脊尺寸相同。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，主脊波导和副脊波导沿波导窄壁并排放置。
[0010]本专利技术的进一步改进在于，耦合孔与主副脊波导的H面位于同一平面。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，耦合小孔的数量由工作频带宽度确定，工作频带越宽所需耦合小孔的数量越多。
[0012]本专利技术的进一步改进在于，耦合小孔等间距排列，耦合小孔中心之间的距离等于
波导波长λ
g
的四分之一。
[0013]本专利技术的进一步改进在于，耦合小孔关于中心位置对称分布，中心位置的耦合小孔最大，向两端延伸耦合小孔的大小依次递减。
[0014]本专利技术的进一步改进在于，耦合小孔的截面为矩形或圆形，或设计为耦合缝隙。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，工作频段为170GHz
‑
260GHz，S
11
在
‑
25dB以下。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术提供的具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器，信号通过波导H面进行耦合，主副波导结构上的差异使得该耦合器相对于传统脊波导耦合器在其工作频带较低频率处的耦合量有所下降，最终使得整个带宽上，耦合平坦度相对提高，同时保持了耦合器良好的方向性、较好的隔离度以及较小的插入损耗。与现有技术相比，本专利技术提供了一种较好的提高定向耦合器耦合平坦度的方法，能够满足工程上对耦合功率波动提出的更高要求。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术中的技术方案，下面对专利技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1示意性示出了本专利技术提出的双定向耦合器的结构示意图；
[0020]图2示意性示出了本专利技术提出的双定向耦合器的主视图；
[0021]图3示意性示出了本专利技术提出的双定向耦合器耦合小孔切面图；
[0022]图4示意性示出了本专利技术提出的双定向耦合器的S参数图；
[0023]图5示意性示出了本专利技术提出的双定向耦合器的方向性图；
[0024]图6示意性示出了本专利技术提出的双定向耦合器与传统定向耦合器的耦合度带宽内波动对比图。
[0025]附图中，1
‑
主脊波导，2
‑
两侧副脊波导，3
‑
耦合小孔，4
‑
下脊，5
‑
上脊，6
‑
第一副脊波导下脊，7
‑
第二副脊波导下脊，11
‑
第一端口，12
‑
第二端口，21
‑
第三端口，22
‑
第四端口，23
‑
第五端口，24
‑
第六端口。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。以下特定例子所描述的结构形式和排列方式，仅用来精简的表达本专利技术，其仅作为例子，而并非用以限制本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0028]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0029]本专利技术实施例公开的毫米波耦合系数高平坦度双定向耦合器，包括作为微波主传输通道的主脊波导1、作为信号取样通道的两侧副脊波导2、以及用于连通主副波导作为耦合通道的耦合小孔3。
[0030]主脊波导1和两个副脊波导2以波导H面为公共壁平行放置，主脊波导1和两个副脊波导2相互隔离，通过耦合通道3进行信号耦合。主脊波导1和两个副脊波导2的长边a、宽边b以及长度L均相同，波导尺寸由其工作频带决定。其中主脊波导1为双脊波导，在主脊波导的下壁和上壁中心位置分别存在下脊4和上脊5。下脊4和上脊5的长度与波导长度L相同，其宽边s尺寸相同，窄边d1与d2的比值范围为3:1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器，其特征在于，包括作为微波主传输通道的主脊波导(1)、作为信号取样通道的副脊波导(2)以及耦合小孔(3)；副脊波导(2)平行设置在主脊波导(1)两侧；主脊波导(1)的结构为上下不同脊的双脊波导；副脊波导(2)为单脊波导，且两侧的副脊波导结构和尺寸均相同；主脊波导(1)两侧分别通过耦合小孔(3)与副脊波导(2)连通，耦合小孔(3)用于连通主副波导并作为耦合通道。2.根据权利要求1所述的具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器，其特征在于，主脊波导(1)的上脊与下脊的宽边s相同，下脊窄边d1和上脊窄边d2的比值范围为3:1～3:2。3.根据权利要求1所述的具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器，其特征在于，副脊波导(2)设置有下脊，副脊波导(2)的下脊尺寸与主脊波导(1)的下脊尺寸相同。4.根据权利要求1所述的具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器，其特征在于，主脊波导(1)和副脊波导(2)沿波导窄壁并排放置。5.根据权利要求1所述的具有高耦合平坦度的微波导毫米波脊波导双定向耦合器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭诚，杨倩，张安学，弋航，盛靖超，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：