[發明專利]高方向性緊湊型定向耦合器

無效

• 申請號: 201310012484.7
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103022620A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張運波;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: 廖曾

技術領域

本發明涉及一種耦合器，具體地說，是涉及一種高方向性超寬帶波導型定向耦合器。

背景技術

????在電子設備與系統當中，尤其是微波高功率設備中，定向耦合器是不可或缺的重要微波元件之一。定向耦合器主要用于微波功率信號的分路取樣，以便對微波信號進行功率測量、信號檢測、顯示指示和監視等。已有的定向耦合器有各種各樣的類型和具體形式，按耦合輸出方向分類有同向和反向之分，按傳輸線形式分類有波導、同軸、帶線、微帶之分，按耦合方式分類有離散耦合與連續耦合之分，按耦合強弱分類有強耦合與弱耦合之分，按承受功率的大小分類有小功率定向耦合器和大功率定向耦合器之分，而且每一種類的定向耦合器，由于具體的用途和應用場合的不同，又將會有多種不同的具體形式。然而報道中的十字定向耦合器的帶寬大都小于30%，方向性大都低于20dB,?而對于其他波導型定向耦合器，為了增加帶寬，多采用多孔耦合的方式，難于實現耦合器的小型化。

發明內容

本發明將介紹一種高方向性超寬帶波導型定向耦合器，主線和副線均采用波導結構，耦合機構采用孔和加載體實現，以其電路簡單、結構新穎、加工裝配方便、無需調試為主要特點，提供一種插入損耗小，端口駐波比好，方向性及可靠性高的超寬帶緊湊型定向耦合器。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：高方向性緊湊型定向耦合器，包括主傳輸線和副傳輸線，還包括連通主傳輸線和副傳輸線的耦合孔，和設置在主傳輸線內或/和副傳輸線內的加載體，加載體相鄰于耦合孔，主傳輸線的兩端分別為輸入端口和輸出端口，副傳輸線的兩端分別為耦合端口和隔離端口。

主傳輸線和副傳輸線被公共壁隔開，耦合孔位于主傳輸線和副傳輸線的公共壁上，耦合孔的深度與公共壁的厚度一致。

所述主傳輸線和副傳輸線都為矩形空波導或矩形脊波導。

所述的耦合孔至少部分位于或全部位于俯視時主傳輸線和副傳輸線的重疊區域中。

當耦合孔的數目為1，且耦合孔的水平方向的橫截面為中心對稱圖形或正多邊形，以及俯視時主傳輸線和副傳輸線的重疊區域的形狀為中心對稱圖形或正多邊形時，耦合孔的對稱中心點或內切圓圓心與重疊區域對稱中心點或內切圓圓心的距離大于0，正多邊形的邊數為奇數。

當耦合孔的數目大于或等于2，且耦合孔的水平方向的橫截面為中心對稱圖形或正多邊形，以及俯視時主傳輸線和副傳輸線的重疊區域的形狀為中心對稱圖形或正多邊形時，至少有一個耦合孔的對稱中心點或內切圓圓心與重疊區域對稱中心點或內切圓圓心的距離大于0，正多邊形的邊數為奇數。

當俯視時主傳輸線和副傳輸線的重疊區域的形狀為中心對稱圖形或正多邊形時，兩個耦合孔相對于重疊區域的對稱中心點或內切圓圓心對稱排布。

由于當重疊區域的形狀為中心對稱圖形和耦合孔的水平方向的橫截面為中心對稱圖形時，如果將耦合孔放置在重疊區域正中位置，即耦合孔對稱中心點與重疊區域對稱中心點重合時，則不產生方向性，因此在實施本發明時，應當排除這種技術方案，但是當重疊區域的形狀為非中心對稱圖形或耦合孔的水平方向的橫截面為非中心對稱圖形時，則無論耦合孔放置在哪個位置均會產生方向性，因此不限制其排布。另外，經研究發現，當耦合孔距離重疊區域中心位置越遠時，其方向性越好。為此，在實施本發明時，優先將耦合孔放置在距離重疊區域邊界位置較近處，同時進一步的研究發現，當耦合孔的數目為2時，優先將耦合孔放置在對稱的兩個角落區域上，定向耦合器的方向性最佳。即所述的耦合孔的數目為1，且重疊區域為矩形或平行四邊形或正多邊形時，耦合孔分布在俯視時主傳輸線和副傳輸線的重疊區域的一條對角線的一邊；所述的耦合孔的數目為2，且重疊區域為矩形或平行四邊形或正多邊形時，兩個耦合孔分別分布在俯視時主傳輸線和副傳輸線的重疊區域的一條對角線的兩邊，進一步的，還可以將兩個耦合孔相對于重疊區域對稱中心點或內切圓圓心對稱排布，以改善其耦合效果。

所述的加載體為金屬體或介質體，加載體置于副傳輸線的下內壁或/和上內壁上，其在水平面上的位置在俯視時主傳輸線和副傳輸線的重疊區域中。

所述耦合孔的水平方向的橫截面形狀為圓形，或水平方向的橫截面形狀為十字形，或水平方向的橫截面形狀為矩形。

主傳輸線軸線與副傳輸線軸線的夾角的角度為а，а的取值范圍為0度~90度，以90度為佳。且主傳輸線和副傳輸線的軸線都與水平面平行。