[發明專利]一種X波段磁控耦合系數可調定向耦合器

在審

• 申請號: 202110683989.0
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113506969A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 汪曉光;王正華;暢甲維;林錚;韓杰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18;G06F30/20
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

1.一種X波段磁控耦合系數可調定向耦合器，其特征在于：包括主基片集成波導、副基片集成波導和鐵氧體結；

所述主基片集成波導的主模H面與副基片集成波導的主模H面相互適應平行設置，主基片集成波導和副基片集成波導采用相同的兩行金屬化通孔，并通過公共金屬層實現主基片集成波導與副基片集成波導相互隔離，構成金屬層-介質層-公共金屬層-介質層-金屬層的層間結構；

所述公共金屬層沿波的傳輸方向設有兩行互相平行且與基片集成波導的兩行金屬化通孔平行的圓形耦合孔，兩行耦合孔關于主基片集成波導傳輸方向的中線成對稱圖形，同一行的耦合孔以等孔心距設置，耦合孔貫穿整個公共金屬層與其等高；

所述鐵氧體結為圓柱體，位于主基片集成波導介質層中，其高度與主基片集成波導的介質層厚度相同，其數量與耦合孔相同，以耦合孔和鐵氧體結共用同一圓柱中心線一一對應的方式設置在各耦合孔的正下方，且鐵氧體結的圓面半徑小于耦合孔的圓面半徑；

所述主基片集成波導作為的微波主通道，副基片集成波導作為取樣信號通道，耦合孔作為耦合通道。

2.如權利要求1所述X波段磁控耦合系數可調定向耦合器，其特征在于：所述同一行相鄰耦合孔的孔心間距為hd＝4-6mm。

3.如權利要求1所述X波段磁控耦合系數可調定向耦合器，其特征在于：所述耦合孔的半徑采用切比雪夫計算，以展寬帶寬，增強定向性。

4.如權利要求1所述X波段磁控耦合系數可調定向耦合器的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、根據基片集成波導和傳統矩形波導的等效公式，在滿足輻射損耗條件的情況下設計基片集成波導：選擇介質基板，介質基板的厚度t、相對介電常數，確定基片集成波導的寬度w、長度、金屬化通孔直徑d和通孔孔心間距p；

步驟2、設計定向耦合器，確定耦合孔的孔心間距hd，耦合孔與基片集成波導的金屬化通孔的孔心距離kw,各耦合孔半徑；

步驟3、設計鐵氧體結，確定鐵氧體材料和飽和磁場強度，以及各鐵氧體結的半徑。

5.如權利要求4所述X波段磁控耦合系數可調定向耦合器的設計方法，其特征在于：

還包括步驟4：根據步驟1-3得到的參數搭建加載鐵氧體的定向耦合器，進一步優化調參，使其在所需頻帶傳輸性能、隔離性能進一步的提升。

6.如權利要求1所述X波段磁控耦合系數可調定向耦合器，其特征在于：

使用時，施加一個方向垂直于整個定向耦合器，磁場強度從零逐漸增大的外加磁場，實現在改變外加偏置磁場的情況下，改變定向耦合器的耦合系數。