x波段波導窄邊定向耦合器的設計

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1、信息技術(shù)SCIENCE＆TECHN0LOGY．一2013NO．26皿圓X波段波導窄邊定向耦合器的設計王抗美(南京信息職業(yè)技術(shù)學院江蘇南京210023)摘要：本文簡遞了波導窄邊定向耦合器的基本原理及其應用。經(jīng)過理論分析．在兩種形狀耦合孔之間進行比較，最終選擇了鵬形的耦合孔，給出了電磁場軟件仿真和實際測試的結(jié)果。測量結(jié)構(gòu)與仿真結(jié)果基本吻合。通過試驗驗證了該設計方法的正確性。根據(jù)本文介紹的方法，可以設計其它頻率的或面耦合方式的定向藕合器。關鍵詞：波導窄邊仿真定向藕合器中圈分類號：TN622文獻標識碼：A文章編號：1672—379l(2o13)09(b)一0015-02定向耦合器是一種方向選擇性

2、的微波1定向耦合器的分析的間距S為：傳輸器件，在微波技術(shù)中廣泛應用。它的本在20世紀50年代，根據(jù)Bethe4~孔耦合{，】j質(zhì)是將微波信號按一定定向耦合器比例進理論，利用波導傳輸線實現(xiàn)了波導小孔耦S=jI^+l／2)o4-l行功率分配。在微波系統(tǒng)中實現(xiàn)功率合成合定向耦合器。Bethed~TL耦合理論中小孔定向耦合器耦合孔的間距，是～個重和分配，經(jīng)常采用定向耦合器在微波大功直徑遠小于波長，但遠小于波長的小孔耦要的參數(shù)，能夠保證副波導中耦合電磁波率系統(tǒng)中，通過定向耦合器耦合主傳輸線合的能量極其小，耦合強度相當?shù)牡停瑫r的疊加模式，即正傳輸方向相位相同疊加，中的部分能量，可以測量微波信號的功

3、率、增加孔的直徑也受到波導窄邊尺寸的限反向相位相反抵消。在波導的窄邊上，TE10頻率和頻譜。制，因此，實際的耦合孔的尺寸需要合理的模的電場分量最小，此處的磁場分量最強，定向。耦合器的結(jié)構(gòu)形式是各種各樣選擇。通過窄邊小孔一般是磁場耦合，耦合的電的，從傳輸線類型來分有波導、同軸、帶線波導傳輸線的主模是TEl0，耦合器的磁場的近似解為：和微帶定向耦合器等。波導傳輸線傳輸損主波導和副波導均為3公分矩形波導，主副_耗小功率容量大，結(jié)構(gòu)簡單可靠性高。波導波導之間的金屬壁厚為lmm，波導的厚度H：一i／2erqrI。V7／'定向耦合器常見的耦合方式通過寬邊的小太薄其支撐強度小，容易出現(xiàn)波導變形。由其中

4、為0階第一類貝塞爾函數(shù)的導孔耦合，Bethe、Collin提出小孔耦合理論奠于耦合孔的存在會激起高次模，將耦合孔數(shù)的第n個根，r．為孔的半徑。定了波導定向耦合器的理論基礎，R．Levy的位置離開波導輸入輸出端口一段距離，主線中電磁場在傳輸過程中通過多個提出了多孔定向耦合器的實現(xiàn)方法。本文可以抑制高次模的輸出，同時高次模的波小孔耦合到副波導中，傳輸?shù)穆窂揭彩窍嗖捎谜?,7L耦合，多個間距1／4導波長的導波長與主模的波導波長吧相當，選取合應多種途徑，耦合到副波導中，各電磁場并4,7L連續(xù)耦合電磁波，因傳輸行程差而同適的耦合孔的間距，也能限制高次模的耦互相干涉，在某一個方向上同相疊加有輸相疊

5、加或反相抵消，實現(xiàn)定向傳輸?shù)墓δ?，合。根?jù)等間距多孔耦合理論，可以選擇某出，另一個方向反相抵消五輸出。最為典型利用HFSS進行仿真，仿真中采用6個耦合一個模式的高次模在副波導中耦合，其多的是相距1／4導波長的雙孔耦合從主波導孔，在窄邊實現(xiàn)了定向耦合。個耦合模相位彼此相反，互相抵消，耦合孔圖1定向耦合器的仿真結(jié)果科技資訊SCIENCE＆TECHNOLCOYINFORMATION15ECHNOLOGYINFORMATION信息技術(shù)表1定向耦合器的測量結(jié)果參數(shù)9GHz9．5GHZ10GHZl0．5GHZllGHZS1128．4dB36．1dB46．3dB38．6dB36．2dBS3l28．7d

6、B38．3dB49．9dB38．8dB36．3dBS41l7．3dB17．4dB17．6dB17．8dB18dB輸入的信號分兩路耦合到副波導中，與主半徑為3、3．5、4，單位長度均為mm。然后對驗表明，圓形的耦合孔在加工上比較方便，波導同方向的端口，因電磁波傳播路程相數(shù)據(jù)進行比較，在參考較好的技術(shù)指標，對易于實現(xiàn)，且性能也比較好。其測量結(jié)果見等，同相疊加有輸出，另一個端口，電磁波其尺寸進行適當?shù)男薷?。耦合孔的尺寸應?。傳輸?shù)穆烦滔嗖?／2導波長，反相抵消沒有該不在小孔的范疇，但現(xiàn)有的理論已經(jīng)對比較仿真結(jié)果與測量結(jié)果：耦合度兩輸出。有輸出端稱為耦合端，無輸出端稱為大孔耦合做了詳細的分析。

7、者均為17dB左右，稍有一點偏差，方向性隔離端。理想情況下隔離端是沒有功率輸對于微波器件普遍存在著理論計算與和端口的駐波系數(shù)有一定的差別，但總體出的，但是小孔的尺寸并非遠小于波長，由實際結(jié)果之間的誤差。即時理論結(jié)果非常趨勢相同，其測量結(jié)構(gòu)與理論分析的結(jié)果于孔的尺寸造成電磁場傳輸路徑差有偏精確，但實際生產(chǎn)制造過程中有眾多的影基本吻合。差，在隔離端不是理想的反相而有信號輸響因素，很難實現(xiàn)理論分析的結(jié)果。通過實本文介紹了X波段波導窄邊定向