[實用新型]尺寸不同的多孔矩形波導(dǎo)定向耦合器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220393957.3
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN202678493U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王清源;譚宜成
• 申請（專利權(quán)）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(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及多孔定向耦合器，具體地說，是涉及一種利用多個孔進(jìn)行耦合的尺寸不同的多孔矩形波導(dǎo)定向耦合器。

背景技術(shù)

定向耦合器是微波系統(tǒng)中應(yīng)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(jìn)行功率分配；定向耦合器由兩根傳輸線構(gòu)成，同軸線、矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、帶狀線和微帶線等都可構(gòu)成定向耦合器；所以從結(jié)構(gòu)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(jì)50年代初以前，幾乎所有的微波設(shè)備都采用金屬波導(dǎo)和波導(dǎo)電路，那個時候的定向耦合器也多為波導(dǎo)小孔耦合定向耦合器；其理論依據(jù)是Bethe小孔耦合理論，Cohn和Levy等人也做了很多貢獻(xiàn)。

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

傳統(tǒng)單孔定向耦合器有一些的優(yōu)點：如結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)少，設(shè)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(shè)計頻率處工作合適，偏離開這個頻率，方向性將降低。

傳統(tǒng)多孔定向耦合器雖然可以做到很寬的帶寬、方向性也有很所改善，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?nèi)ピO(shè)計一種能克服這些缺點的新型多孔定向耦合器。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服傳統(tǒng)定向耦合器的一些缺點，提供了一種緊湊型、插入損耗低、寬帶的尺寸不同的多孔矩形波導(dǎo)定向耦合器。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：尺寸不同的多孔矩形波導(dǎo)定向耦合器，其特征在于：包括作為微波主通道的主矩形波導(dǎo)和作為取樣信號通道的副矩形波導(dǎo)、以及作為耦合通道的耦合孔；主矩形波導(dǎo)的主模H面與副矩形波導(dǎo)的主模H面相互平行，主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)相互隔離；主矩形波導(dǎo)通過至少3個耦合孔與副矩形波導(dǎo)連通，耦合孔包括貼附在主矩形波導(dǎo)側(cè)壁或/和副矩形波導(dǎo)側(cè)壁的中空耦合管，中空耦合管靠近主矩形波導(dǎo)的側(cè)壁連接有三端開口的耦合腔，耦合腔與中空耦合管導(dǎo)通，耦合腔位于主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)之間并與主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)導(dǎo)通；耦合孔沿主矩形波導(dǎo)的軸線排列，沿主矩形波導(dǎo)軸線方向相鄰的耦合孔依次交錯分布于主矩形波導(dǎo)軸線的左側(cè)和右側(cè)；沿主矩形波導(dǎo)軸線方向上，相鄰兩耦合孔的孔心間距在主矩形波導(dǎo)的中心工作頻率的波導(dǎo)波長的15%~35%之間；

主矩形波導(dǎo)的尺寸表示為：a1*h1，副矩形波導(dǎo)的尺寸表示為：a2*h2，a1、a2分別表示為主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)的寬度，h1?、h2分別表示為主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)的高度；

主矩形波導(dǎo)的尺寸和副矩形波導(dǎo)的尺寸情況如下：

情況A：當(dāng)主矩形波導(dǎo)的尺寸小于副矩形波導(dǎo)的尺寸時，

h2*10%＜h1＜h2*80%或/和a2*10%＜a1＜a2*80%；

情況B：當(dāng)主矩形波導(dǎo)的尺寸大于副矩形波導(dǎo)的尺寸時，

h1*10%＜h2＜h1*80%或/和a1*10%＜a2＜a1*80%；

情況C：主矩形波導(dǎo)的尺寸等于副矩形波導(dǎo)的尺寸時，

a1=a2且h1=h2。

當(dāng)主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)的尺寸選取上述三種不同的情況，可以得到三種不同的結(jié)果。以往人們都是優(yōu)先選擇標(biāo)準(zhǔn)的矩形波導(dǎo)作為波導(dǎo)定向耦合器的傳輸通道，但是當(dāng)選用情況A或情況B時，在毫米波段和太赫茲波段我們可以得到低插損、方向性更好的定向耦合器。也就是這個額外的自由度可以幫助我們設(shè)計出方向性更好的多孔定向耦合器。

耦合孔在其俯視方向上的投影形狀為圓形或多邊形。

所述耦合孔中加入了另一個軸線與主矩形波導(dǎo)的主模H面垂直的柱狀金屬體，該柱狀金屬體只在一個方向與對應(yīng)的耦合孔的內(nèi)壁連接，該柱狀金屬體的橫截面的形狀為矩形。

所述柱狀金屬體可以全部或部分位于主矩形波導(dǎo)的內(nèi)部。

所述主矩形波導(dǎo)或副矩形波導(dǎo)的一端或兩端還連接有彎曲波導(dǎo)。

所述主矩形波導(dǎo)或/和副矩形波導(dǎo)在其一端或兩端連接有與外界器件匹配的匹配結(jié)構(gòu)。

耦合孔的部分在主矩形波導(dǎo)或副矩形波導(dǎo)以外，或同時在主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)外。

所述主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)的軸線相互平行。