多孔波導(dǎo)定向耦合器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種多孔波導(dǎo)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(shí)滿足插入損耗小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的定向耦合器。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：耦合波導(dǎo)（6）垂直設(shè)置在主波導(dǎo)（5）的寬邊上部，構(gòu)成一個(gè)耦合波導(dǎo)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(gè)耦合單元至少設(shè)置有兩個(gè)耦合孔組成的耦合孔陣，且孔陣耦合的耦合孔數(shù)小于10個(gè)，耦合波導(dǎo)（6）的窄邊通過兩個(gè)耦合孔形成的耦合結(jié)構(gòu)（7）與主波導(dǎo)（5）的寬邊相連，兩個(gè)耦合孔非對(duì)稱于耦合波導(dǎo)（7）的窄邊底部。本發(fā)明可廣泛用于微波、毫米波雷達(dá)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。
【專利說明】
多孔波導(dǎo)定向絹合器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微波技術(shù)領(lǐng)域一種定向耦合器。具體地說，本發(fā)明涉及一種主要用于通信系統(tǒng)或雷達(dá)饋線系統(tǒng)中用于信號(hào)采集的多孔波導(dǎo)定向耦合器?！颈尘凹夹g(shù)】
[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(tǒng)和軍事電子系統(tǒng)中不可缺少的器件之一。它被廣泛的應(yīng)用于微波和毫米波領(lǐng)域，例如用于功率監(jiān)視系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、功率分配系統(tǒng)與合成系統(tǒng)等;在雷達(dá)饋線系統(tǒng)中常作為信號(hào)采集和注入元件，用來監(jiān)測(cè)雷達(dá)饋線系統(tǒng)的適時(shí)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(wǎng)絡(luò)。主線中傳輸?shù)墓β释ㄟ^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(shù)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(shù);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(shù)定義為隔離度。
[0004]單孔定向耦合器帶寬較窄，而傳統(tǒng)的多孔定向耦合器是將一系列的多個(gè)孔分布在一個(gè)長(zhǎng)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(zhǎng)，這樣輸入波在經(jīng)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(tǒng)的多孔定向耦合器會(huì)隨著耦合孔數(shù)目的增加(比如大于10個(gè))，導(dǎo)致耦合器的長(zhǎng)度太長(zhǎng)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的多孔波導(dǎo)定向親合器。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種多孔波導(dǎo)定向耦合器，包括，主波導(dǎo)5、連接于主波導(dǎo)5和耦合波導(dǎo)6之間的耦合結(jié)構(gòu)7,其特征在于，耦合波導(dǎo)6垂直設(shè)置在主波導(dǎo)5上方，構(gòu)成一個(gè)耦合單元，每個(gè)耦合單元至少設(shè)置有兩個(gè)耦合孔組成的耦合孔陣， 且孔陣耦合的耦合孔數(shù)小于10個(gè)，耦合波導(dǎo)6的窄邊通過兩個(gè)耦合孔形成耦合結(jié)構(gòu)7,耦合結(jié)構(gòu)7與主波導(dǎo)5的寬邊相連，上述兩個(gè)耦合孔非對(duì)稱于所述耦合波導(dǎo)6的窄邊底部。
[0007]進(jìn)一步的，所述每個(gè)耦合單元的耦合結(jié)構(gòu)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(gè)親合單元的親合結(jié)構(gòu)7中的多個(gè)親合孔均不在同一個(gè)X方向和Y方向上。
[0009]主波導(dǎo)5和耦合波導(dǎo)6是標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)或是非標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)。
[0010]在主波導(dǎo)5兩端分別設(shè)有輸入端口 1和外接匹配負(fù)的輸出端口 2;設(shè)置在主波導(dǎo)5上部的耦合波導(dǎo)6可以僅為一個(gè)單元結(jié)構(gòu)，也可以是大于兩個(gè)的耦合陣列結(jié)構(gòu)。
[0011]主波導(dǎo)5與耦合波導(dǎo)6之間形成的夾角為90度，且耦合波導(dǎo)6兩邊分別設(shè)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(gè)或多個(gè)直接相連的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，或通過接波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)接器與外部相連，其中，輸出端口2接大功率波導(dǎo)匹配負(fù)載。
[0013]兩個(gè)耦合孔在X和Y方向進(jìn)行交錯(cuò)排列，耦合孔的高度大于1mm。
[0014]主波導(dǎo)5和耦合波導(dǎo)6均為非標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)，每個(gè)耦合單元的耦合結(jié)構(gòu)7的兩個(gè)耦合孔均為長(zhǎng)方形孔，且耦合孔四個(gè)直角制有倒角。
[0015]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
[0016]開孔少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。本發(fā)明采用耦合波導(dǎo)6垂直設(shè)置在主波導(dǎo)5上方，構(gòu)成一個(gè)耦合單元，相比于傳統(tǒng)的十字交叉波導(dǎo)定向耦合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。每個(gè)耦合單元的孔陣耦合的耦合孔數(shù)小于10個(gè)且不是分布在一個(gè)長(zhǎng)度方向上，相比于傳統(tǒng)大的多孔定向耦合器， 避免了所有耦合孔均分布在一個(gè)長(zhǎng)度方向上帶來的耦合器長(zhǎng)度太大的缺陷。
[0017]承受功率大，本發(fā)明結(jié)合倍茲孔定向耦合器和多孔定向耦合器方向性好的特點(diǎn)， 且具有耦合性好、隔離度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易等優(yōu)點(diǎn)，將耦合結(jié)構(gòu)開口于主波導(dǎo)5的寬邊，兩個(gè)耦合孔分別與主波導(dǎo)5的寬邊和耦合波導(dǎo)6的窄邊相連，相比于傳統(tǒng)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(fā)明將非對(duì)稱耦合孔開在主波導(dǎo)5與耦合波導(dǎo)6底端之間的接觸面間，讓能量能夠通過非對(duì)稱孔陣耦合孔從主波導(dǎo)耦合到耦合波導(dǎo)中，隔離度更高。
[0019]本發(fā)明提供的多孔波導(dǎo)定向耦合器可廣泛用于微波、毫米波通信和雷達(dá)系統(tǒng)。【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明多孔波導(dǎo)定向耦合器的結(jié)構(gòu)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(dǎo)，6耦合波導(dǎo)，7耦合結(jié)構(gòu)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023]參閱圖1。在以下描述的實(shí)施例中，一種多孔波導(dǎo)定向耦合器，包括主波導(dǎo)5、耦合波導(dǎo)6、連接于主波導(dǎo)5和耦合波導(dǎo)6之間的耦合結(jié)構(gòu)7。耦合波導(dǎo)6位于主波導(dǎo)5的寬邊上部， 其窄邊通過兩個(gè)耦合孔陣構(gòu)成的耦合結(jié)構(gòu)7與主波導(dǎo)5的寬邊相連。本實(shí)施例中，輸入端口 1、耦合端口3、隔離端口4均通過接波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)接器與外部相連，輸出端口 2接大功率波導(dǎo)匹配負(fù)載。
[0024]每個(gè)耦合單元的耦合結(jié)構(gòu)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(gè)耦合單元的耦合結(jié)構(gòu)7中的多個(gè)耦合孔均不在同一個(gè)X方向和Y方向上。
[0026]主波導(dǎo)5和耦合波導(dǎo)6可以是標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)，也可以是非標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)。
[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(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)或非標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)，也可以是同軸結(jié)構(gòu)。
[0028]設(shè)置在主波導(dǎo)5上部的耦合波導(dǎo)6可以為1個(gè)單元結(jié)構(gòu)，也可以是大于2個(gè)的孔陣耦合陣列結(jié)構(gòu)。
[0029]主波導(dǎo)5和耦合波導(dǎo)6成90度交叉，主波導(dǎo)5與耦合波導(dǎo)6之間形成的夾角為90度， 且耦合波導(dǎo)6兩邊分別設(shè)置了耦合端口 3和隔離端口 4。
[0030]對(duì)于本實(shí)施實(shí)例，具體來講，主波導(dǎo)5和耦合波導(dǎo)6均為非標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)，每個(gè)耦合單元的耦合結(jié)構(gòu)7的兩個(gè)耦合孔均為長(zhǎng)方形孔，耦合孔四個(gè)直角做倒角處理。兩個(gè)耦合孔在X和Y 方向進(jìn)行交錯(cuò)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(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)接器與外部相連。輸出端口 2接大功率波導(dǎo)匹配負(fù)載。[〇〇31]本發(fā)明的工作原理為:輸入信號(hào)從端口 1進(jìn)入到主波導(dǎo)5內(nèi)進(jìn)行傳輸，一部分信號(hào)通過主波導(dǎo)5直接傳輸?shù)街蓖ǘ丝?2,被接于端口2上的匹配負(fù)載所吸收。開在主波導(dǎo)5和耦合波導(dǎo)6之間的兩個(gè)耦合孔切斷了波導(dǎo)上的管壁電流，因此另一部分信號(hào)則通過耦合孔耦合到了耦合波導(dǎo)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(hào)的采集。
[0032]如上所述便可以較好實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多孔波導(dǎo)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(dǎo) (5)、連接于主波導(dǎo)(5)和親合波導(dǎo)(6)之間的親合結(jié)構(gòu)(7)，其特征在于，親合波導(dǎo)(6)垂直 設(shè)置在主波導(dǎo)(5)的寬邊上部，構(gòu)成一個(gè)耦合波導(dǎo)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(gè)耦合單元至少設(shè)置有兩個(gè)耦合孔組成的耦合孔陣，且孔陣耦合的 耦合孔數(shù)小于10個(gè)，耦合波導(dǎo)(6)的窄邊通過兩個(gè)耦合孔形成的耦合結(jié)構(gòu)(7)與主波導(dǎo)(5) 的寬邊相連，兩個(gè)耦合孔非對(duì)稱于耦合波導(dǎo)(6)的窄邊底部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔波導(dǎo)定向耦合器，其特征在于:所述每個(gè)耦合單元的耦合 結(jié)構(gòu)(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(jù)權(quán)利要求1所述的多孔波導(dǎo)定向耦合器，其特征在于:所述每個(gè)耦合單元的耦合 結(jié)構(gòu)(7)中的多個(gè)耦合孔均不在同一個(gè)X方向和Y方向上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔波導(dǎo)定向耦合器，其特征在于:主波導(dǎo)(5)和耦合波導(dǎo)(6) 是標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)或是非標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔波導(dǎo)定向耦合器，其特征在于:在主波導(dǎo)(5)兩端分別設(shè) 有輸入端口( 1)和外接匹配負(fù)的輸出端口(2)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔波導(dǎo)定向耦合器，其特征在于:耦合波導(dǎo)(6)為一個(gè)單獨(dú) 的單元結(jié)構(gòu)或大于兩個(gè)單元的耦合陣列結(jié)構(gòu)。7.據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔波導(dǎo)定向耦合器，其特征在于:主波導(dǎo)(5)與耦合波導(dǎo)(6)之 間形成的夾角為90度，且耦合波導(dǎo)(6)兩邊分別設(shè)置了耦合端口(3)和隔離端口(4)。8.據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多孔波導(dǎo)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(gè)或多個(gè)直接相連的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，或通過接波導(dǎo)-同軸轉(zhuǎn)接器與外部 相連，其中，輸出端口(2)接大功率波導(dǎo)匹配負(fù)載。9.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔波導(dǎo)定向耦合器，其特征在于:兩個(gè)耦合孔在X和Y方向 進(jìn)行交錯(cuò)排列，耦合孔的高度大于1mm。10.據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔波導(dǎo)定向耦合器，其特征在于:主波導(dǎo)(5)和耦合波導(dǎo)(6) 均為非標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)，每個(gè)耦合單元的耦合結(jié)構(gòu)(7)的兩個(gè)耦合孔均為長(zhǎng)方形孔，且在耦合孔四 個(gè)直角設(shè)置有圓弧倒角。
【文檔編號(hào)】H01P5/18GK106025477SQ201610429499
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】張先榮, 朱勇, 張科, 黃建
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所