[實(shí)用新型]矩形波導(dǎo)定向耦合器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220394101.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202678499U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王清源;譚宜成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都賽納賽德科技有限公司
• 主分類號(hào): H01P5/18
• 分類號(hào): 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(shí)用新型涉及矩形波導(dǎo)定向耦合器，具體地說(shuō)，是涉及一種利用單孔或雙孔進(jìn)行耦合的矩形波導(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(hào)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(lái)看定向耦合器種類繁多，差異很大，但從它們的耦合機(jī)理來(lái)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(gè)時(shí)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(diǎn)：如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)少，設(shè)計(jì)起來(lái)比較方便；但是它還存在著一些缺點(diǎn)：如帶寬窄、方向性差，只有在設(shè)計(jì)頻率處工作合適，偏離開(kāi)這個(gè)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，但也存在著一些缺點(diǎn)，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(guò)高的插損使該器件失去使用價(jià)值；這就激勵(lì)我們?nèi)ピO(shè)計(jì)一種能克服這些缺點(diǎn)的新型定向耦合器。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服傳統(tǒng)定向耦合器的一些缺點(diǎn)，提供了一種緊湊型、插入損耗低的矩形波導(dǎo)定向耦合器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：矩形波導(dǎo)定向耦合器，包括作為微波主通道的主矩形波導(dǎo)和作為取樣信號(hào)通道的副矩形波導(dǎo)、以及作為耦合通道的耦合孔；所述主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)均為截面呈矩形的規(guī)則金屬波導(dǎo)制成；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(guò)1個(gè)或2個(gè)耦合孔與副矩形波導(dǎo)連通，至少1個(gè)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，中空耦合管靠近矩形波導(dǎo)的側(cè)壁連接有三端開(kāi)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。

耦合孔在其俯視方向的投影形狀為圓形或多邊形。

所述耦合孔內(nèi)設(shè)置有軸線與主矩形波導(dǎo)的主模H面垂直的柱狀金屬體。

該柱狀金屬體的橫截面的形狀為多邊形，優(yōu)先選擇三角形。

所述主矩形波導(dǎo)的軸線和副矩形波導(dǎo)的軸線之間的角度為5°至175°之間。

所述耦合孔的數(shù)目為2時(shí)，兩耦合孔的中心分別位于主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)在俯視方向投影后相交構(gòu)成的平行四邊形的兩個(gè)相對(duì)的頂點(diǎn)附近。

所述主矩形波導(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)。

基于上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型相較于以往的單孔定向耦合器而言其改進(jìn)點(diǎn)為：將傳統(tǒng)的耦合孔改進(jìn)為由耦合腔和中空耦合管組成的耦合通道，其中耦合腔設(shè)置在主矩形波導(dǎo)和副矩形波導(dǎo)之間，中空耦合管貼附在主矩形波導(dǎo)側(cè)壁或/和副矩形波導(dǎo)側(cè)壁。這樣可增加其方向性。

一般的主矩形波導(dǎo)的軸線和副矩形波導(dǎo)的軸線之間的角度為5°至175°之間。為了使其整個(gè)耦合器的體積減少，我們優(yōu)先考慮主矩形波導(dǎo)的軸線和副矩形波導(dǎo)的軸線平行設(shè)置，同時(shí)，其主矩形波導(dǎo)的軸線和副矩形波導(dǎo)的軸線之間的角度大小根據(jù)該定向耦合器的耦合度、方向性和工作帶寬等指標(biāo)經(jīng)過(guò)改進(jìn)而定。

當(dāng)耦合孔的數(shù)目為1個(gè)時(shí)，相比以往的單孔定向耦合器，性能有明顯的進(jìn)步，當(dāng)耦合孔的數(shù)目增加為2個(gè)時(shí)，可進(jìn)一步的提高其方向性，此時(shí)我們需要使中空耦合管貼附在主矩形波導(dǎo)側(cè)壁或/和副矩形波導(dǎo)側(cè)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(dāng)考慮制作成本時(shí)，我們優(yōu)先考慮能簡(jiǎn)易批量生產(chǎn)的圓形或三角形或四邊形。

增加柱狀金屬體時(shí)，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(gè)分支的星狀。

其中上述H面為磁場(chǎng)面。

單孔定向耦合器的工作原理可以敘述如下：