多孔波導定向耦合器的制造方法
【專利摘要】本發明公開的一種多孔波導定向耦合器，旨在提供一種開孔少、承受功率大，耦合度和方向性好，隔離度高，同時滿足插入損耗小、結構簡單的定向耦合器。本發明通過下述技術方案予以實現：耦合波導（6）垂直設置在主波導（5）的寬邊上部，構成一個耦合波導的一端作為耦合輸出端，另一端作為隔離輸出端的耦合單元，每個耦合單元至少設置有兩個耦合孔組成的耦合孔陣，且孔陣耦合的耦合孔數小于10個，耦合波導（6）的窄邊通過兩個耦合孔形成的耦合結構（7）與主波導（5）的寬邊相連，兩個耦合孔非對稱于耦合波導（7）的窄邊底部。本發明可廣泛用于微波、毫米波雷達系統和通信系統。
【專利說明】
多孔波導定向絹合器
技術領域
[0001]本發明涉及微波技術領域一種定向耦合器。具體地說，本發明涉及一種主要用于通信系統或雷達饋線系統中用于信號采集的多孔波導定向耦合器。【背景技術】
[0002]定向耦合器是一種有著方向性的微波無源器件，是微波通信系統和軍事電子系統中不可缺少的器件之一。它被廣泛的應用于微波和毫米波領域，例如用于功率監視系統、測量系統、功率分配系統與合成系統等;在雷達饋線系統中常作為信號采集和注入元件，用來監測雷達饋線系統的適時工作情況。
[0003]定向耦合器通常由兩路傳輸線組合而成，是一種互易的四端口網絡。主線中傳輸的功率通過耦合孔耦合到副線。一般將主線上的輸入端定義為端口 1、直通端定義為端口 2; 副線上的親合端定義為端口 3、隔離端定義為端口 4。定義輸入端口的輸入功率P1與親合端口的輸出功率P3之比的分貝數為耦合度;定義方向性為副線傳輸線中耦合端口的輸出功率 P3和隔離端輸出功率P4之比的分貝數;將輸入端口的輸入功率P1跟隔離端口的輸出功率P4 之比的分貝數定義為隔離度。
[0004]單孔定向耦合器帶寬較窄，而傳統的多孔定向耦合器是將一系列的多個孔分布在一個長度方向上，以此來提高帶寬。其相鄰孔之間的間距為四分之一波長，這樣輸入波在經過相鄰親合孔傳輸后在親合端口的傳輸相位相差90度，而在隔離端口的相位相差180度。傳統的多孔定向耦合器會隨著耦合孔數目的增加(比如大于10個)，導致耦合器的長度太長。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有技術存在的不足之處，提供一種開孔少、承受功率大，耦合度和方向性好，插入損耗小、結構簡單的多孔波導定向親合器。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是，一種多孔波導定向耦合器，包括，主波導5、連接于主波導5和耦合波導6之間的耦合結構7,其特征在于，耦合波導6垂直設置在主波導5上方，構成一個耦合單元，每個耦合單元至少設置有兩個耦合孔組成的耦合孔陣， 且孔陣耦合的耦合孔數小于10個，耦合波導6的窄邊通過兩個耦合孔形成耦合結構7,耦合結構7與主波導5的寬邊相連，上述兩個耦合孔非對稱于所述耦合波導6的窄邊底部。
[0007]進一步的，所述每個耦合單元的耦合結構7是圓形、方形或其它多邊形，其高度在Z 方向上大于0.01mm。
[0008]所述每個親合單元的親合結構7中的多個親合孔均不在同一個X方向和Y方向上。
[0009]主波導5和耦合波導6是標準波導或是非標準波導。
[0010]在主波導5兩端分別設有輸入端口 1和外接匹配負的輸出端口 2;設置在主波導5上部的耦合波導6可以僅為一個單元結構，也可以是大于兩個的耦合陣列結構。
[0011]主波導5與耦合波導6之間形成的夾角為90度，且耦合波導6兩邊分別設置了耦合立而口 3和隔1? 2而口 4。
[0012]輸入端口 1、耦合端口 3和隔離端口 4是一個或多個直接相連的波導結構，或通過接波導-同軸轉接器與外部相連，其中，輸出端口2接大功率波導匹配負載。
[0013]兩個耦合孔在X和Y方向進行交錯排列，耦合孔的高度大于1mm。
[0014]主波導5和耦合波導6均為非標準波導，每個耦合單元的耦合結構7的兩個耦合孔均為長方形孔，且耦合孔四個直角制有倒角。
[0015]本發明相比于現有技術具有如下有益效果。
[0016]開孔少、結構簡單。本發明采用耦合波導6垂直設置在主波導5上方，構成一個耦合單元，相比于傳統的十字交叉波導定向耦合器結構簡單，易于加工。每個耦合單元的孔陣耦合的耦合孔數小于10個且不是分布在一個長度方向上，相比于傳統大的多孔定向耦合器， 避免了所有耦合孔均分布在一個長度方向上帶來的耦合器長度太大的缺陷。
[0017]承受功率大，本發明結合倍茲孔定向耦合器和多孔定向耦合器方向性好的特點， 且具有耦合性好、隔離度高、結構簡單、加工容易等優點，將耦合結構開口于主波導5的寬邊，兩個耦合孔分別與主波導5的寬邊和耦合波導6的窄邊相連，相比于傳統微帶定向耦合器功率容量更高、插損更小，耦合度平坦度更好。
[0018]隔離度高。本發明將非對稱耦合孔開在主波導5與耦合波導6底端之間的接觸面間，讓能量能夠通過非對稱孔陣耦合孔從主波導耦合到耦合波導中，隔離度更高。
[0019]本發明提供的多孔波導定向耦合器可廣泛用于微波、毫米波通信和雷達系統。【附圖說明】
[0020]圖1為本發明多孔波導定向耦合器的結構示意圖。
[0021]圖中:1輸入端口，2輸出端口，4隔離端口，3耦合端口、5主波導，6耦合波導，7耦合結構。【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例，并參照附圖，對本發明作進一步詳細說明。
[0023]參閱圖1。在以下描述的實施例中，一種多孔波導定向耦合器，包括主波導5、耦合波導6、連接于主波導5和耦合波導6之間的耦合結構7。耦合波導6位于主波導5的寬邊上部， 其窄邊通過兩個耦合孔陣構成的耦合結構7與主波導5的寬邊相連。本實施例中，輸入端口 1、耦合端口3、隔離端口4均通過接波導-同軸轉接器與外部相連，輸出端口 2接大功率波導匹配負載。
[0024]每個耦合單元的耦合結構7可以是圓形，也可以是方形或其他多邊形，其高度在Z 方向上大于0.01mm。
[0025]每個耦合單元的耦合結構7中的多個耦合孔均不在同一個X方向和Y方向上。
[0026]主波導5和耦合波導6可以是標準波導，也可以是非標準波導。
[0027]輸入端口 1和輸出端口 2、耦合端口 3、隔離端口 4可以是標準波導或非標準波導，也可以是同軸結構。
[0028]設置在主波導5上部的耦合波導6可以為1個單元結構，也可以是大于2個的孔陣耦合陣列結構。
[0029]主波導5和耦合波導6成90度交叉，主波導5與耦合波導6之間形成的夾角為90度， 且耦合波導6兩邊分別設置了耦合端口 3和隔離端口 4。
[0030]對于本實施實例，具體來講，主波導5和耦合波導6均為非標準波導，每個耦合單元的耦合結構7的兩個耦合孔均為長方形孔，耦合孔四個直角做倒角處理。兩個耦合孔在X和Y 方向進行交錯排列，親合孔的高度大于1mm。輸入端口 1、親合端口 3和隔離端口 4都通過波導-同軸轉接器與外部相連。輸出端口 2接大功率波導匹配負載。[〇〇31]本發明的工作原理為:輸入信號從端口 1進入到主波導5內進行傳輸，一部分信號通過主波導5直接傳輸到直通端口 2,被接于端口2上的匹配負載所吸收。開在主波導5和耦合波導6之間的兩個耦合孔切斷了波導上的管壁電流，因此另一部分信號則通過耦合孔耦合到了耦合波導6的耦合端口 3和隔離端口 4，耦合端口 3和隔離端口 4再與外部相連從而完成信號的采集。
[0032]如上所述便可以較好實現本發明。
【主權項】
1.一種多孔波導定向耦合器，包括，一端作為輸入端，另一端作為直通輸出端的主波導 (5)、連接于主波導(5)和親合波導(6)之間的親合結構(7)，其特征在于，親合波導(6)垂直 設置在主波導(5)的寬邊上部，構成一個耦合波導的一端作為耦合輸出端，另一端作為隔離 輸出端的耦合單元，每個耦合單元至少設置有兩個耦合孔組成的耦合孔陣，且孔陣耦合的 耦合孔數小于10個，耦合波導(6)的窄邊通過兩個耦合孔形成的耦合結構(7)與主波導(5) 的寬邊相連，兩個耦合孔非對稱于耦合波導(6)的窄邊底部。2.根據權利要求1所述的多孔波導定向耦合器，其特征在于:所述每個耦合單元的耦合 結構(7)是圓形、方形或其它多邊形，其高度在Z方向上大于0.01mm。3.根據權利要求1所述的多孔波導定向耦合器，其特征在于:所述每個耦合單元的耦合 結構(7)中的多個耦合孔均不在同一個X方向和Y方向上。4.根據權利要求1所述的多孔波導定向耦合器，其特征在于:主波導(5)和耦合波導(6) 是標準波導或是非標準波導。5.根據權利要求1所述的多孔波導定向耦合器，其特征在于:在主波導(5)兩端分別設 有輸入端口( 1)和外接匹配負的輸出端口(2)。6.根據權利要求1所述的多孔波導定向耦合器，其特征在于:耦合波導(6)為一個單獨 的單元結構或大于兩個單元的耦合陣列結構。7.據權利要求1所述的多孔波導定向耦合器，其特征在于:主波導(5)與耦合波導(6)之 間形成的夾角為90度，且耦合波導(6)兩邊分別設置了耦合端口(3)和隔離端口(4)。8.據權利要求5所述的一種多孔波導定向親合器，其特征在于:輸入端口( 1 )、親合端口 (3)和隔離端口(4)是一個或多個直接相連的波導結構，或通過接波導-同軸轉接器與外部 相連，其中，輸出端口(2)接大功率波導匹配負載。9.據權利要求1所述的一種多孔波導定向耦合器，其特征在于:兩個耦合孔在X和Y方向 進行交錯排列，耦合孔的高度大于1mm。10.據權利要求4所述的多孔波導定向耦合器，其特征在于:主波導(5)和耦合波導(6) 均為非標準波導，每個耦合單元的耦合結構(7)的兩個耦合孔均為長方形孔，且在耦合孔四 個直角設置有圓弧倒角。
【文檔編號】H01P5/18GK106025477SQ201610429499
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】張先榮, 朱勇, 張科, 黃建
【申請人】中國電子科技集團公司第十研究所