[實用新型]波導(dǎo)電橋

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120561996.5
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN202454708U
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉明超;杜烽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海杰盛無線通訊設(shè)備有限公司
• 主分類號: H01P5/12
• 分類號: H01P5/12
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 羅習(xí)群;劉瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種KU波段微波通訊裝置中的無源器件，特別涉及一種波導(dǎo)電橋。

背景技術(shù)

隨著微波技術(shù)的迅猛發(fā)展，市場對于微波無源器件損耗的要求也在不斷提高。電橋作為微波信號按特定比例分配或合成功率，已成為微波技術(shù)領(lǐng)域中最常用的元件之一，一般以微帶線形式和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為主。微帶線結(jié)構(gòu)中，為了實現(xiàn)寬頻段和或超寬帶的應(yīng)用，電橋多以平行耦合或以井字結(jié)構(gòu)級聯(lián)形式出現(xiàn)。其中介質(zhì)填充微帶線電橋中的倒帶厚度在0.035mm左右，介電常數(shù)在2.5~4.4，耦合間距很小。這樣一方面會極大的限制其承受功率；另一方面會極大地增加其直通損耗，這在大功率器件需要低損耗的場合中是難以接受的。

在波導(dǎo)一些常見結(jié)構(gòu)中，常用調(diào)諧螺釘來選擇諧振頻率。然而隨著調(diào)諧螺釘?shù)纳钊?，螺釘?shù)捻敹嗣媾c波導(dǎo)底面的距離也會減短，其間的電場也會增加。當(dāng)電場過高的時候，波導(dǎo)腔內(nèi)的空氣就會被電離，即會出現(xiàn)打火現(xiàn)象，影響波導(dǎo)其間的部分性能。

實用新型內(nèi)容

?本實用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種寬頻帶、性能穩(wěn)定的波導(dǎo)電橋。

為了解決以上的技術(shù)問題，本實用新型提供一種波導(dǎo)電橋，在波導(dǎo)的公共窄壁上切除長度為L的一段，作為耦合縫隙，并在主副波導(dǎo)的外壁堆起梯形高度T1、T2，在耦合縫隙L的上、下，開出空腔D1、D2，調(diào)整L的長度和T1、T2的上下底寬度，能調(diào)整波導(dǎo)傳輸各端口的主波和諧振點位置。

本實用新型與微帶結(jié)構(gòu)的電橋結(jié)構(gòu)相比，具有寬頻帶、低損耗、可容高功率且性能穩(wěn)定的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)圖；

圖2、圖3為本實用新型的原理圖；

圖4為本實用新型頻帶曲線圖；

圖5為本實用新型頻帶與損耗曲線圖。

具體實施方式

請參閱附圖所示，對本實用新型作進(jìn)一步的描述。

如圖1所示，本實用新型提供一種波導(dǎo)電橋，在波導(dǎo)的公共窄壁上切除長度為L的一段，作為耦合縫隙，并在主副波導(dǎo)的外幣堆起梯形高度T1、T2，在耦合縫隙L的上、下，開出空腔D1、D2，調(diào)整L的長度和T1、T2的上下底寬度，能調(diào)整波導(dǎo)傳輸各端口的主波和諧振點位置。

如圖2所示，本實用新型的工作原理是：設(shè)從主波導(dǎo)的端口①輸入電場幅度為E的????????????????????????????????????????????????波，其余端口均接匹配負(fù)載，選取合適的波導(dǎo)尺寸，使主副波導(dǎo)耦合段L內(nèi)只能傳輸和兩種模式，根據(jù)疊加原則，可以把端口①和端口④同時輸入電場強度為E/2的偶模波和奇模波的疊加，如圖3所示，可以認(rèn)為在裂縫電橋的①和④同時有偶模和奇模兩種模激勵。根據(jù)奇偶禁戒規(guī)則，偶模激勵可以在耦合段L內(nèi)產(chǎn)生，它的波導(dǎo)和波長分別為：

，

奇模激勵可以在耦合段L內(nèi)產(chǎn)生波，它的波長和相移常數(shù)分別為：

，

以上各式中的a是主副波導(dǎo)寬壁的內(nèi)尺寸，耦合段得寬度為2a。上述兩種模式的波，既傳向端口②又傳向端口③。若把耦合段的AA界面作為相位的零參考點，則端口的②、③處的電場分別為：

；

式中：是由于端口③處波得電場與波得電場反相而引起的相位差。整理可得：

可見，的相位比超前。

由上面分析過程可以寫出理想波導(dǎo)電橋的散射矩陣為：

根據(jù)對裂縫電橋的設(shè)計要求，端口②、③的輸入功率應(yīng)為端口①的一半，即

由此可得耦合段L的長度為：

上述理論是在作了如下三個理想假設(shè)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的：（1）波導(dǎo)壁為理想導(dǎo)體；（2）各端口均接匹配負(fù)載；（3）兩波導(dǎo)公共窄壁厚度為零。事實上這些理論條件在實際應(yīng)用中并不成立。鑒于對電橋結(jié)構(gòu)的簡化和性能的最優(yōu)化，經(jīng)初步仿真測試，對其中某些參數(shù)做了部分的限制，其中的T1、T2的距離須滿足下式：

公共壁的厚度要求為：。

其仿真結(jié)果如圖4、圖5所示。