[實用新型]矩形同軸線定向耦合器

有效

• 申請號: 201220393942.7
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN202839931U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 王清源;譚宜成
• 申請（專利權）人: 成都賽納賽德科技有限公司
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術領域

本實用新型涉及矩形同軸線定向耦合器，具體地說，是涉及一種利用單孔或雙孔進行耦合的矩形同軸線定向耦合器。

背景技術

定向耦合器是微波系統中應用廣泛的一種微波器件，它的主要作用是將微波信號按一定的比例進行功率分配；定向耦合器由兩根傳輸線構成，同軸線、矩形波導、圓波導、帶狀線和微帶線等都可構成定向耦合器；所以從結構來看定向耦合器種類繁多，差異很大，但從它們的耦合機理來看主要分為四種，即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配雙T。

????在20世紀50年代初以前，幾乎所有的微波設備都采用金屬波導和波導電路，那個時候的定向耦合器也多為波導小孔耦合定向耦合器；其理論依據是Bethe小孔耦合理論，Cohn和Levy等人也做了很多貢獻。

????隨著航空和航天技術的發展，要求微波電路和系統做到小型化、輕量化和性能可靠，于是出現了帶狀線和微帶線，隨后由于微波電路與系統的需要又相繼出現了鰭線、槽線、共面波導和共面帶狀線等微波集成傳輸線，這樣就出現了各種傳輸線定向耦合器。

傳統單孔定向耦合器有一些的優點：如結構簡單、參數少，設計起來比較方便；但是它還存在著一些缺點：如帶寬窄、方向性差，只有在設計頻率處工作合適，偏離開這個頻率，方向性將降低。

傳統多孔定向耦合器雖然可以做到很寬的帶寬，但也存在著一些缺點，如體積大、加工精度要求高、插入損耗高，特別是在毫米波太赫茲波段，過高的插損使該器件失去使用價值.這就激勵我們去設計一種能克服這些缺點的新型定向耦合器。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服傳統定向耦合器的一些缺點，提供了一種緊湊型、插入損耗低的矩形同軸線定向耦合器。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：矩形同軸線定向耦合器，包括作為微波主通道的主矩形同軸線和作為取樣信號通道的副矩形同軸線、以及作為耦合通道的耦合孔；主矩形同軸線和副矩形同軸線相互隔離；主矩形同軸線通過1個或2個耦合孔與副矩形同軸線連通，至少1個耦合孔包括貼附在主矩形同軸線側壁或/和副矩形同軸線側壁的中空耦合管，中空耦合管靠近矩形同軸線的側壁連接有三端開口的耦合腔，耦合腔與中空耦合管導通，耦合腔位于主矩形同軸線和副矩形同軸線之間并與主矩形同軸線和副矩形同軸線導通。

耦合孔在其俯視方向的投影形狀為圓形或多邊形。

所述耦合孔內設置有軸線與耦合孔的軸線平行并與主矩形同軸線的軸線垂直的柱狀金屬結構。

該柱狀金屬結構的橫截面的形狀為三角形，優先選擇矩形。

所述主矩形同軸線的軸線和副矩形同軸線的軸線之間的角度為30°至180°之間。

所述耦合孔的數目為2時，兩耦合孔的中心分別位于主矩形同軸線和副矩形同軸線在俯視方向投影后相交構成的平行四邊形的兩個相對的頂點附近。

所述主矩形同軸線的一端或兩端還連接有彎曲同軸線。

所述主矩形同軸線或/和副矩形同軸線在其一端或兩端連接有與外界器件匹配的匹配結構。

基于上述結構，本實用新型相較于以往的單孔定向耦合器而言其改進點為：將傳統的耦合孔改進為由耦合腔和中空耦合管組成的耦合通道，其中耦合腔設置在主矩形同軸線和副矩形同軸線之間，中空耦合管貼附在主矩形同軸線側壁或/和副矩形同軸線側壁；這樣可增加其方向性。

一般的主矩形同軸線的軸線和副矩形同軸線的軸線之間的角度為30°至180°之間。同時，其主矩形同軸線的軸線和副矩形同軸線的軸線之間的角度大小根據該定向耦合器的耦合度、方向性和工作帶寬等指標經過優化而定。

當耦合孔的數目為1個時，相比以往的單孔耦合器，性能有明顯的進步，當耦合孔的數目增加為2個時，可進一步的提高其方向性，此時我們需要使中空耦合管貼附在主矩形同軸線側壁或/和副矩形同軸線側壁才能提高其方向性。

耦合孔在其俯視方向的投影形狀不受限制，當考慮制作成本時，我們優先考慮能簡易批量生產的圓形或三角形或四邊形。

增加柱狀金屬結構時，所述耦合孔在俯視方向的投影形狀為一字形或Y字形或十字型和其它多于4個分支的星狀。

矩形同軸線定向耦合器的工作原理可以敘述如下：