主副矩形同轴线尺寸不同的定向耦合器制造技术

本实用新型专利技术公开了主副矩形同轴线尺寸不同的定向耦合器，包括作为微波主通道的主矩形同轴线和作为取样信号通道的副矩形同轴线、以及作为耦合通道的耦合孔；主矩形同轴线和副矩形同轴线相互隔离，主矩形同轴线通过1个或2个耦合孔与副矩形同轴线连通，至少1个耦合孔包括贴附在主矩形同轴线侧壁或\和副矩形同轴线侧壁的中空耦合管，中空耦合管靠近矩形同轴线的侧壁连接有三端开口的耦合腔，耦合腔与中空耦合管导通，耦合腔位于主矩形同轴线和副矩形同轴线之间并与主矩形同轴线和副矩形同轴线导通；主矩形同轴线的尺寸和副矩形同轴线的尺寸情况不同。本实用新型专利技术的优点在于：结构紧凑、超宽工作带宽、功率容量大、插入损耗低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及主副矩形同轴线尺寸不同的定向耦合器，具体地说，是涉及一种利用单孔或双孔进行耦合的主副矩形同轴线尺寸不同的定向耦合器。
技术介绍
定向耦合器是微波系统中应用广泛的一种微波器件，它的主要作用是将微波信号按一定的比例进行功率分配；定向耦合器由两根传输线构成，同轴线、矩形波导、圆波导、带状线和微带线等都可构成定向耦合器；所以从结构来看定向耦合器种类繁多，差异很大，但从它们的耦合机理来看主要分为四种，即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配双T。在20世纪50年代初以前，几乎所有的微波设备都采用金属波导和波导电路， 那个时候的定向耦合器也多为波导小孔耦合定向耦合器；其理论依据是Bethe小孔耦合理论，Cohn和Levy等人也做了很多贡献。随着航空和航天技术的发展，要求微波电路和系统做到小型化、轻量化和性能可靠，于是出现了带状线和微带线，随后由于微波电路与系统的需要又相继出现了鳍线、槽线、共面波导和共面带状线等微波集成传输线，这样就出现了各种传输线定向耦合器。传统单孔定向耦合器有一些的优点如结构简单、参数少，设计起来比较方便；但是它还存在着一些缺点如带宽窄、方向性差，只有在设计频率处工作合适，偏离开这个频率，方向性将降低。传统多孔定向耦合器虽然可以做到很宽的带宽，但也存在着一些缺点，如体积大、加工精度要求高、插入损耗高，特别是在毫米波太赫兹波段，过高的插损使该器件失去使用价值；这就激励我们去设计一种能克服这些缺点的新型定向耦合器。
技术实现思路
本技术的目的在于克服传统定向耦合器的一些缺点，提供了一种紧凑型、插入损耗低的主副矩形同轴线尺寸不同的定向耦合器。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下包括结构相同的主矩形同轴线和副矩形同轴线、以及作为耦合通道的耦合孔；主矩形同轴线作为微波主通道，副矩形同轴线作为取样信号通道，其中，主矩形同轴线包括外导体、以及设置在外导体内部且轴线与外导体轴线重合的内导体；主矩形同轴线和副矩形同轴线相互隔离；主矩形同轴线通过I个或2个耦合孔与副矩形同轴线连通，至少I个耦合孔包括贴附在主矩形同轴线外导体侧壁或\和副矩形同轴线外导体侧壁的中空耦合管，中空耦合管靠近主矩形同轴线外导体的侧壁连接有三端开口的耦合腔，耦合腔与中空耦合管导通，耦合腔位于主矩形同轴线外导体和副矩形同轴线外导体之间并与主矩形同轴线和副矩形同轴线导通；主矩形同轴线的尺寸表示为al*hl，副矩形同轴线的尺寸表示为a2*h2，al、a2分别表示为主矩形同轴线的外导体宽度和副矩形同轴线的外导体宽度，hi、h2分别表示为主矩形同轴线的外导体高度和副矩形同轴线的外导体高度；主矩形同轴线的尺寸和副矩形同轴线的尺寸情况如下情况A :当主矩形同轴线的尺寸大于副矩形同轴线的尺寸时，h2*10% < hi < h2*80% 或 \ 和 a2*10% < al < a2*80% ；情况B :当主矩形同轴线的尺寸小于副矩形同轴线的尺寸时，hl*10% < h2 < hi *80% 或 \ 和 al*10% < a2 < a I *80% ；情况C :主矩形同轴线的尺寸等于副矩形同轴线的尺寸时，&1=&2且111=112。中空耦合管贴附在主矩形同轴线的外导体侧壁或\和中空耦合管贴附在副矩形同轴线的外导体侧壁。 耦合腔在其俯视方向的投影形状为圆形或多边形。与传统的单孔定向耦合器相比，本技术的改进点为1、将传统的耦合孔的位置进行调整，相应的设计出与调整后结构相匹配的耦合孔，即本技术中的耦合孔由耦合腔和中空耦合管组成，其中设置位置时，耦合腔设置在主矩形同轴线和副矩形同轴线之间的，用以连通主矩形同轴线和副矩形同轴线，由于还设置有中空耦合管，可进一步的增强耦合性；2、本技术还可以在现有单孔定向耦合器的基础上增加一个上述由耦合腔和中空耦合管构成的耦合孔，或者直接增加两个改进后的耦合孔，代替原始的耦合孔，使波导之间的耦合得到增强；3、由于实验发现，当我们采用普通的主矩形同轴线和副矩形同轴线进行设计时，普通结构的方向性要比标准结构的方向性好，因此，本技术中采用的主矩形同轴线和副矩形同轴线在尺寸方面做出调整，可额外的增加耦合器的方向性。因此设计时，优先设置两个耦合孔，且耦合孔中的中空耦合管贴附在主矩形同轴线的外导体侧壁或\和中空耦合管贴附在副矩形同轴线的外导体侧壁。进一步的优先设置为主矩形同轴线和副矩形同轴线在尺寸方面做出调整，具体调整参数根据该定向耦合器的方向性、插插入损耗等参数设定。按照上述优先设置成的耦合器进行耦合输出时，其工作过程为微波首先通过主矩形同轴线，在结构耦合孔处时，通过耦合腔将微波耦合到副矩形同轴线，在中空耦合管的作用下进行加强耦合，使其方向性变强，进一步调整主矩形同轴线和副矩形同轴线的尺寸；因此在上述加强耦合的基础还可以进一步的进行耦合加强。所述耦合孔内设置有轴线与主矩形同轴线的轴线垂直的金属柱。该金属柱的横截面的形状为多边形，优先选择矩形。所述主矩形同轴线的轴线和副矩形同轴线的轴线之间的角度为0°至180°之间。所述耦合孔的数目为2时，两耦合孔的中心分别位于主矩形同轴线和副矩形同轴线在俯视方向投影后相交构成的平行四边形的两个相对的顶点附近。所述主矩形同轴线或\和副矩形同轴线的一端或两端还连接有弯曲波导。所述主矩形同轴线或\和副矩形同轴线在其一端或两端连接有与外界器件匹配的匹配结构。基于上述结构，本技术相较于以往的单孔定向耦合器而言其改进点为将传统采用相同矩形同轴线结构改进为采用普通矩形同轴线结构，即主矩形同轴线的尺寸和副矩形同轴线的尺寸情况如下情况A :当主矩形同轴线的尺寸大于副矩形同轴线的尺寸时，h2*10% < hi < h2*80% 或 \ 和 a2*10% < al < a2*80% ；情况B :当主矩形同轴线的尺寸小于副矩形同轴线的尺寸时，hl*10% < h2 < hi *80% 或 \ 和 al*10% < a2 < a I *80% ；情况C :主矩形同轴线的尺寸等于副矩形同轴线的尺寸时，al=a2 且 hl=h2。这样可增加其方向性。一般的主矩形同轴线的轴线和副矩形同轴线的轴线之间的角度为0°至180°·之间。为了使其整个耦合器的体积减少，我们优先考虑主矩形同轴线的轴线和副矩形同轴线的轴线平行设置，即主矩形同轴线的轴线和副矩形同轴线的轴线之间的角度为0°或180°，同时，其主矩形同轴线的轴线和副矩形同轴线的轴线之间的角度大小根据该定向耦合器的耦合度、方向性和工作带宽等指标经过优化而定。当耦合孔的数目为I个时，相比以往的单孔耦合器，性能有明显的进步，当耦合孔的数目增加为2个时，可进一步的提高其方向性，此时我们需要使中空耦合管贴附在主矩形同轴线侧壁或\和副矩形同轴线侧壁才能提高其方向性。耦合孔在其俯视方向的投影形状不受限制，当考虑制作成本时，我们优先考虑能简易批量生产的圆形或三角形或四边形。增加金属柱时，所述耦合孔3在俯视方向的投影形状为一字形或Y字形或十字型和其它多于4个分支的星状。作为进一步的改进，本技术中的耦合孔包括贴附在主矩形同轴线侧壁或\和副矩形同轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
主副矩形同轴线尺寸不同的定向耦合器，其特征在于：包括结构相同的主矩形同轴线（1）和副矩形同轴线（2）、以及作为耦合通道的耦合孔（3）；主矩形同轴线（1）作为微波主通道，副矩形同轴线（2）作为取样信号通道，其中，主矩形同轴线（1）包括外导体、以及设置在外导体内部且轴线与外导体轴线重合的内导体；主矩形同轴线（1）和副矩形同轴线（2）相互隔离；主矩形同轴线（1）通过1个或2个耦合孔（3）与副矩形同轴线（2）连通，至少1个耦合孔（3）包括贴附在主矩形同轴线（1）外导体侧壁或\和副矩形同轴线（2）外导体侧壁的中空耦合管（32），中空耦合管（32）靠近主矩形同轴线（1）外导体的侧壁连接有三端开口的耦合腔（31），耦合腔（31）与中空耦合管（32）导通，耦合腔（31）位于主矩形同轴线（1）外导体和副矩形同轴线（2）外导体之间并与主矩形同轴线（1）和副矩形同轴线（2）导通；主矩形同轴线（1）的尺寸表示为：a1*h1，副矩形同轴线（2）的尺寸表示为：a2*h2，a1、a2分别表示为主矩形同轴线（1）的外导体宽度和副矩形同轴线（2）的外导体宽度，h1？、h2分别表示为主矩形同轴线（1）的外导体高度和副矩形同轴线（2）的外导体高度；主矩形同轴线（1）的尺寸和副矩形同轴线（2）的尺寸情况如下：情况A：当主矩形同轴线（1）的尺寸小于副矩形同轴线（2）的尺寸时，h2*10%＜h1＜h2*80%或\和a2*10%＜a1＜a2*80%；情况B：当主矩形同轴线（1）的尺寸大于副矩形同轴线（2）的尺寸时，h1*10%＜h2＜h1*80%或\和a1*10%＜a2＜a1*80%；情况C：主矩形同轴线（1）的尺寸等于副矩形同轴线（2）的尺寸时，a1=a2且h1=h2。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王清源，谭宜成，
申请(专利权)人：成都赛纳赛德科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：