CN105281002A - 增强混合t形耦合器 - Google Patents

Abstract

描述了一种增强混合T形耦合器，EHT耦合器。EHT耦合器包括第一波导、第二波导、第三波导、和第四波导。第一波导限定第一端口并且第二波导限定第二端口。相似地，第三波导限定第三端口并且第四波导限定第四端口。第一波导、第二波导、第三波导、和第四波导在单个公共接头处相遇并且第一波导和第二波导共线。第三波导与第一波导和第二波导两者形成E平面接合并且第四波导与第一波导和第二波导两者形成H平面接合。EHT耦合器还包括定位在公共接头处的第一阻抗匹配元件，其中第一阻抗匹配元件包括基部和尖端。

Description

增强混合T形耦合器

相关申请的交叉引用

本申请涉及于2014年6月24日由发明人PaulJ.Tatomir和JamesM.Barker在同一天提交的题为“PowerDivisionAndRecombinationNetworkWithInternalSignalAdjustment”的美国专利申请序列号14/313,301，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及卫星通信***，并且更具体地通常涉及在卫星通信***中使用的混合T形耦合器。

背景技术

在当今的现代社会中，卫星通信***已变得越来越普遍。如今在围绕地球的各个轨道中有许多类型的通信卫星用以发送和接收大量的信息。远程通信卫星被用于微波无线电中继和移动应用，如，例如，与船只、车辆、飞机、个人移动终端的通信；因特网数据通信；电视；和无线电广播。作为另一实例，对于因特网数据通信，还存在对洲际和国内航班上的飞行中的因特网连接性的日益增长的需求。令人遗憾地，由于这些应用，不断地需要利用更多的通信卫星和增加这些通信卫星中的每个的带宽能力。此外，典型的卫星波束服务区域和应用水平固定在卫星上，并且供应商一旦购得卫星并将其放入轨道中之后，通常就不能对它们进行改变。

增加带宽能力的已知方法是利用高水平(高位)频率复用和/或点波束技术，使得频率复用能够跨越多个狭窄集中的点波束。然而，这些方法通常利用输入和输出的混合矩阵网络，这通常需要在混合矩阵网络内具有非常宽的带宽的混合元件。这通常还包括对这些混合矩阵网络内的更大功率放大和控制的需要。令人遗憾地，已知的混合元件通常导致跨越混合矩阵网络的多个端口存在可变的和不受拘束的相***，这需要特殊处理以便在与混合矩阵网络相关联的矩阵放大器内正确地定相。具体地，如混合耦合器的已知混合元件通常是在非常宽的带宽下运行不好的有限带宽装置。

具体地，在图1中，示出已知的混合耦合器100的俯视立体图。本领域普通技术人员理解到，混合耦合器100通常称为“魔T”耦合器(还被称为“混合T接头”、“混合T形耦合器”、或“魔T耦合器”)。混合耦合器100包括：第一波导102，限定第一端口104；第二波导106，限定第二端口108；第三波导110，限定第三端口112；以及第四波导114，限定第四端口114。通常，第一波导102和第二波导106是同线的并且第一波导102、第二波导106、第三波导110、和第四波导114在单个公共接头118中汇合。混合耦合器100是电(“E”)和磁(“H”)的结合“T”，其中第三波导110与第一波导102和第二波导106两者形成E平面接合并且第四波导114与第一波导102和第二波导106形成H平面接合。应理解，第一波导102和第二波导106称为混合耦合器100的“侧”或“同线”臂。第三端口112还被称为H平面端口、求和端口(还示出为Σ-端口)、或并行端口，并且第四端口116还被称为E平面端口、差分端口(还示出为Δ-端口)、或串行端口。

混合耦合器100被称为“魔T”，这是因为功率在各个端口104、108、112、和116之间分割的方式。如果E平面和H平面端口112和116分别同时匹配，则然后通过对称性、相互性、和能量守恒，两个同线端口(104和108)被匹配，并且彼此“神奇地”隔离。

在操作的实例中，进入第一端口104中的输入信号120分别在第三端口112(即，E平面端口)和第四端口116(即，H平面端口)处产生输出信号122和124。相似地，进入第二端口108中的输入信号126同样分别在第三端口112和第四端口116处产生输出信号122和124，(但是与输出信号124不同)，与第二端口108处的输入信号126相对应产生的输出信号122的极性关于与第一端口108处的输入信号120相对应产生的输出信号124的极性是反相的(即，有180度的相位差)。因此，如果输入信号120和126两者分别被馈入第一端口104和第二端口108，那么第四端口116处的输出信号124是与第一端口104和第二端口108处的相应输入信号120和126相对应的两个单独的输出信号的组合(即，总和)，并且第三端口112处的输出信号122是组合的信号，该组合的信号等于与第一端口104和第二端口108处的相应输入信号120和126相对应的两个单独的输出信号之差。

进入第三端口112中的输入信号128分别在第一端口104和第二端口108处产生输出信号130和132，其中两个输出信号130和132是反相的(即，彼此有180度的相位差)。相似地，进入第四端口116中的输入信号134同样分别在第一端口104和第二端口108处产生输出信号130和132；然而，输出信号130和132是同相的。于是，理想的魔T产生的全部散射矩阵(其中所有的各个反射系数已经调整为零)是

$S=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 1& 1\\ 0& 0& -1& 1\\ 1& -1& 0& 0\\ 1& 1& 0& 0\end{array}\right].$

令人遗憾地，这个混合耦合器100被假定为理想的魔T，这是真实不存在的。为了正确地起作用，混合耦合器100必须结合某些类型的内部匹配结构(未示出)，如H平面T(即，第四端口116)内的接线柱(post)(未示出)和E平面(即，第三端口112)内的很可能是电感性膜片(未示出)。因为混合耦合器100内需要某些类型的内部匹配结构，这生来是依赖于频率的，所以产生的具有内部匹配结构的混合耦合器100将仅在有限的频率带宽上(即，窄带宽上)正确地运行。

因此，存在对于改善混合矩阵网络和解决这些问题的相应的混合元件的需要。

发明内容

现在描述一种增强的混合T形耦合器(“EHT耦合器”)，EHT耦合器。EHT耦合器包括第一波导、第二波导、第三波导、和第四波导。第一波导限定第一端口并且第二波导限定第二端口。相似地，第三波导限定第三端口并且第四波导限定第四端口。第一波导、第二波导、第三波导、和第四波导在单个公共接头处中汇合，并且第一波导和第二波导是同线的。第三波导与第一波导和第二波导两者形成E平面接合，并且第四波导与第一波导和第二波导两者形成H平面接合。

EHT耦合器还包括位于公共接头中的第一阻抗匹配元件。第一阻抗匹配元件包括基部和尖端。第一阻抗匹配元件的基部位于第一波导、第二波导、和第三波导的共面公共波导壁处，并且第一阻抗匹配元件的尖端从第一阻抗匹配元件的基部朝向第四波导向外延伸。

根据下面的附图和详细描述，本发明的其他的装置、设备、***、方法、特征和优势对本领域内的技术人员将是或变得显而易见。意图是将包括在本说明书内的所有这样的另外的***、方法、特征和优势包括在本发明的范围内并且由所附权利要求保护。

附图说明

本发明可以通过参照以下附图更好地理解。附图中的部件并不一定是按照比例的，而是强调阐释本发明的原理。在附图中，贯穿不同的视图相同参考数字表示相对应的部分。

图1是已知混合耦合器的俯视立体图。

图2A是根据本发明的增强型混合T形耦合器(“EHT耦合器”)的实施方式的实例的俯视立体图。

图2B是示出了根据本发明的沿着图2A中所示的平面A-A’截取的第一阻抗匹配元件、第二阻抗匹配元件、第三阻抗匹配元件、第四阻抗匹配元件、和第五阻抗匹配元件的后视图。

图2C是示出了根据本发明的沿着图2A中示出的平面B-B’截取的第一阻抗匹配元件、第二阻抗匹配元件、第四阻抗匹配元件、第六阻抗匹配元件、和第八阻抗匹配元件的侧视图。

图2D是示出了根据本发明的沿着图2A中示出的平面B-B’截取的第一阻抗匹配元件、第三阻抗匹配元件、第五阻抗匹配元件、第六阻抗匹配元件、和第七阻抗匹配元件的侧视图。

图2E是示出了根据本发明的沿着平面C-C’截取的第一阻抗匹配元件、第七阻抗匹配元件、和第八阻抗匹配元件的顶视图。

图2F是示出了根据本发明的沿着平面C-C’切割的第二阻抗匹配元件、第三阻抗匹配元件、第四阻抗匹配元件、第五阻抗匹配元件、第六阻抗匹配元件、第七阻抗匹配元件、和第八阻抗匹配元件的底视图。

图3A是根据本发明的在图2A至图2E中示出的第一阻抗匹配元件的实施方式的实例的侧视图。

图3B是根据本发明的在图3A中示出的第一阻抗匹配元件的顶视图。

图4A是根据本发明的具有四个EHT耦合器的4×4矩阵波导网络(“4x4MWN”)的实施方式的实例的顶视图。

图4B是根据本发明的在图4A中示出的4x4MWN的前视图。

图4C是根据本发明的在图4A和图4B中示出的4x4MWN的侧视图。

图4D是根据本发明的在图4A中示出的4x4MWM的第一桥接的实施方式的实例的侧视图。

图4E是根据本发明的在图4A中示出的4x4MWM的第二桥接的实施方式的实例的侧视图。

图4F是根据本发明的4x4MWN(在图4A、图4B、图4C、图4D、和图4E中示出的)的第一桥接和第二桥接的实施方式的实例的立体顶视图。

图5是根据本发明的在图4A至图4D中示出的4x4MWN的顶视图，示出了第一输入信号进入第一输入端口中、通过4x4MWN并从第一输出端口和第二输出端口输出的信号流动。

图6A至图6D是根据本发明的在图5中示出的4x4MWN的代表的电路的电路图。

图7A是根据本发明的图5中的示出的4x4MWN分别通过第一信号路径和第二信号路径与第五EHT耦合器和第六EHT耦合器信号通信的顶视图。

图7B是根据本发明的在图7A中示出的4x4MWN的顶视图。

图8A是根据本发明的在图7中示出的4x4MWN分别经由第三信号路径和第四信号路径与第七EHT耦合器和第八EHT耦合器信号通信的顶视图。

图8B是根据本发明的在图8A中示出的4x4MWN分别经由第三信号路径和第四信号路径与第七EHT耦合器和第八EHT耦合器信号通信的侧视图。

图9A是根据本发明的功率分割和重组网络的实施方式的实例的顶视图，该功率分割和重组网络利用8×8的混合矩阵波导网络(“8x8MWN”)进行内部信号调整，其中8×8的混合矩阵波导网络利用在图8A和图8B中示出的4x4MWN。

图9B是图9A示出的8x8MWN的侧视图。

图10是根据本发明的在图9A和图9B中示出的PDRN的等效电路的电路图。

图11是根据本发明的PDRN的实施方式的实例的框图。

图12是根据本发明示出利用第一8x8MWN和第二8x8MWN的PDRN的实施方式的实例的顶部立体图。

具体实施方式

现在描述一种增强的混合T形耦合器(“EHT耦合器”)，EHT耦合器。EHT耦合器包括第一波导、第二波导、第三波导、和第四波导。第一波导限定第一端口并且第二波导限定第二端口。相似地，第三波导限定第三端口并且第四波导限定第四端口。第一波导、第二波导、第三波导、和第四波导在单个公共接头处中汇合并且第一波导和第二波导是同线的。第三波导与第一波导和第二波导两者形成E平面接合，并且第四波导与第一波导和第二波导两者形成H平面接合。

EHT耦合器还包括位于公共接头处的第一阻抗匹配元件。第一阻抗匹配元件包括基部和尖端。第一阻抗匹配元件的基部位于第一波导、第二波导、和第三波导的共面公共波导壁处，并且第一阻抗匹配元件的尖端从第一阻抗匹配元件的基部向着第四波导向外延伸。

转向图2A，示出根据本发明的EHT耦合器200的实施方式的实例的顶视立体图。EHT耦合器200包括：第一波导202，限定第一端口204；第二波导206，限定第二端口208；第三波导210，限定第三端口212；以及第四波导214，限定第四端口215。通常，第一波导202和第二波导206是同线的并且第一波导202、第二波导206、第三波导210、和第四波导214在单个公共接头218处汇合。与图1的混合耦合器100相似，EHT耦合器200是电(“E”)和磁(“H”)接头的组合(称为“T”)，其中第三波导210与第一波导202和第二波导206两者形成E平面接合，并且第四波导214与第一波导202和第二波导206两者形成H平面接合。此外，可以理解到，第一波导202和第二波导206被称为EHT耦合器200的“侧面”或“同线”臂。第四端口215还被称为H平面端口、求和端口(还示出为Σ-端口)、或并行端口，并且第三端口212还被称为E平面端口、差分端口(还示出为Δ-端口)、或串行端口。在这个实例中，第一波导202、第二波导206、和第四波导214的公共波导管宽壁均限定共面公共波导壁220。第三波导210包括前窄壁205、后窄壁207、前宽壁209、和后宽壁211。

与图1的混合耦合器100不同，EHT耦合器200还可以包括第一阻抗匹配元件222、第二阻抗匹配元件224、第三阻抗匹配元件226、第四阻抗匹配元件228、第五阻抗匹配元件230、第六阻抗匹配元件232、第七阻抗匹配元件234、和第八阻抗匹配元件236。第一阻抗匹配元件222可以包括尖端238和基部240，其中尖端238可以是圆锥形的，并且基部240可以是逐渐的三维过渡形状的物体，其将第一阻抗匹配元件222的物理几何形状从共面公共波导壁220逐渐过渡至圆锥形的尖端238。可选地，基部240还可以是这样的圆锥形状结构，即允许第一阻抗匹配元件222从基部240处的更平坦的并且更宽的圆锥结构过渡至尖端238处的更尖更高并且更窄的圆锥结构。此外，代替圆锥结构(如锥形)，第一阻抗匹配元件222、尖端238、和/或基部240还可以是在基部240处更宽并且在尖端238的末端处更尖的其他类似结构形状的金字塔结构。此外，第一阻抗匹配元件222可以是单个连续的圆锥形、金字塔形、或在基部240处更宽并且在尖端238的末端处更尖的其他类似形状结构，其中基部240是第一阻抗匹配元件222与共面公共波导壁220接触的部分。在这些实例中，第一阻抗匹配元件222从共面公共波导壁220处的基部240向外延伸，并且尖端238指向入第三波导210的内部空腔容积(也简单地称为“空腔”)中。

通常，第二阻抗匹配元件224、第三阻抗匹配元件226、第四阻抗匹配元件228、第五阻抗匹配元件230、和第六阻抗匹配元件232可以分别是金属电容调谐“接线柱”、“按钮”、或“短桩”。第二阻抗匹配元件224、第三阻抗匹配元件226、和第六阻抗匹配元件232可以分别从公共顶壁242向外延伸入第一波导202、第二波导206、和第四波导214的空腔中。顶壁242可以是第一波导202、第二波导206、和第四波导214的公共波导管宽壁，其定位为与共面公共波导壁220相对。第四阻抗匹配元件228和第五阻抗匹配元件230可以从第三波导210的相应的相对波导宽壁向外延伸(即，入第三波导210的内部空腔中)，其中第四阻抗匹配元件228从前宽壁209向外延伸入第三波导210的空腔中，并且第五阻抗匹配元件230从后宽壁211向外延伸入第三波导210的空腔中。在这个实例中，波导202、206、210、和214可以是，例如，X-Ku频段波导，如具有0.750英寸×0.375英寸的内部尺寸和10.0GHz至15.0GHz的频率限制的WR-75矩形波导。

如之前所述，EHT耦合器200可以由在公共接头230处汇合在一起的多个波导202、206、210、和214形成。这些波导202、206、210、和214通常是金属的或者是金属电镀结构，其中可以使用的金属的类型包括任何低损耗类型的金属，包括铜、银、铝、金、或具有低体电阻率的任何金属。

第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236可以是在第四波导214的窄壁中不连续的。举例来说，这些不连续的一个或两者将减少第四波导214的宽度，所以起到能够使EHT耦合器200内存在等相的延迟参考点的波导变换器的作用。在这个实例中，第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236两者被示出为形成变换器，该变换器使得第四波导214的宽度从第四端口215处的第一波导宽度尺寸变窄至公共接头218处的更窄的第二波导宽度尺寸。从第一波导宽度尺寸至更窄的第二波导宽度尺寸的过渡被示出为发生在第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236的位置处。然而，可以理解以下替代构造，即第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236的位置沿着第四波导214的长度可以是不同的以产生两个波导变换器。此外，还可以理解，波导变换器可以仅包括第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236中的一个，而不是图2A中示出的两个。

在这个实例中，尖端238可以是这样的圆锥形状，即被成形为使在EHT耦合器200中产生的电磁场(未示出)在公共接头218处平均地分割。尖端238还可以是锥形、金字塔形、或在基部240处更宽并且在尖端238的末端处更尖的其他类似形状结构。此外，基部240可以是如先前描述的类似的结构。第二阻抗匹配元件224、第三阻抗匹配元件226、第四阻抗匹配元件228、第五阻抗匹配元件230、和第六阻抗匹配元件232可以分别是被配置为消除公共接头218处的任何电抗性寄生效应的电容调谐元件。可以理解，EHT耦合器200内的第二阻抗匹配元件224、第三阻抗匹配元件226、第四阻抗匹配元件228、第五阻抗匹配元件230、和第六阻抗匹配元件232的尺寸和位置是基于EHT耦合器200的设计参数预先确定的，参数包括例如，期望的操作频率、隔离端口之间的期望隔离、EHT耦合器200内期望的内部匹配、期望的损耗等。

在这个实例中，第一阻抗匹配元件222是内部阻抗匹配EHT耦合器200的公共接头218的手段的实例。第二阻抗匹配元件224是用于将EHT耦合器200的第一波导200的第一端口204和公共接头218与第一波导202进行内部阻抗匹配的手段的实例。第三阻抗匹配元件226是用于将EHT耦合器200的第二波导206的第二端口208和公共接头218与第二波导206进行内部阻抗匹配的手段的实例。

第四阻抗匹配元件228和第五阻抗匹配元件230是用于将EHT耦合器200的第三波导210的第三端口212和公共接头218与第三波导210进行内部阻抗匹配的手段的实例。第六阻抗匹配元件232是用于将EHT耦合器200的第四波导214的第四端口204和公共接头218与第四波导215进行内部阻抗匹配的手段的实例。第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236形成阻抗变换器，即在EHT耦合器200的公共接头218处之前，将在第四端口215处的第四波导214的第一波导宽度变窄至更窄的第二波导尺寸。

在操作的实例中，进入第一端口204中的输入信号120仅分别在第三端口212(即，E平面端口)和第四端口215(即，H平面端口)处产生第一输出信号和第二输出信号。相似地，进入第二端口208中的输入信号输入仅分别在第三端口212和第四端口215处产生第三输出信号和第四输出信号。在两种情况下，第一端口202和第二端口208彼此隔离并且，因此，在彼此的端口处不产生输出信号。

此外，在这两种情况下，在第四端口215处产生的第二输出信号和第四输出信号具有相同的相位值。如果这个相位值被设置为零度的参考相位值，那么在第三端口212处产生的第一输出信号和第三输出信号的相位值将对于输出信号中的一个具有零度相位值，而对于另一个输出信号具有180度的相位值。举例来说，如果第三端口212处的第一输出信号(由第一端口204处的输入信号产生的)具有零度的相位值(当利用第四端口215处的第二输出信号和第四输出端的相位值标准化时)，那么第三端口212处的第三输出信号(由第二端口208处的输入信号产生的)将具有180度的相位值。

在图2B中，示出了根据本发明的沿着在图2A中示出的平面A-A’244切割的第一阻抗匹配元件222、第二阻抗匹配元件224、第三阻抗匹配元件226、第四阻抗匹配元件228、第五阻抗匹配元件230的后视图。在这个实例中，尖端238被示出为从基部240突出入第三波导210中的圆锥形元件。第一阻抗匹配元件222被配置为使得电磁场容易在公共接头218处平均分隔。第二阻抗匹配元件224和第三阻抗匹配元件226可以是从顶壁242突出(分别入第一波导202和第二波导206的空腔中)的接线柱、按钮、或帽部，以形成被配置为消除公共接头218处的任何电抗性寄生效应的电容调谐元件，其中任何电抗性寄生效应分别向外反射入第一波导202和第二波导206中。第四阻抗匹配元件228和第五阻抗匹配元件230可以是电容的或者是电感性元件，被配置为消除公共接头218处的任何电抗性寄生效应，其向外反射入第三波导210中。基于第四阻抗匹配元件228和第五阻抗匹配元件230的位置，他们可以单独起到电容调谐柱、按钮、或帽部的作用或者一起作为第三波导210的空腔内的电感性膜片。举例来说，第四阻抗匹配元件228和第五阻抗匹配元件230可以沿着第三波导210的中心线231(在图2C和图2D中示出的)对准，并且分别从前宽壁209和后宽壁211向外延伸入第三波导210的空腔中。

在这个实例中，第一阻抗匹配元件222可以是在基部240处具有约0.655英寸的高度243和约1.14英寸的直径245。在这个实例中，直径245从(前窄壁205和后窄壁207的)中心线241径向向外延伸入第一波导202和第二波导206中。在这个实例中，基部240可以是圆形的，但是在公共接头218的后部(如图2E示出的)处的公共窄壁252附近截断。第二阻抗匹配元件224和第三阻抗匹配元件226可以均被定位为远离第三波导210的宽壁表面(即，分别自前宽壁209和后宽壁211)约0.296英寸(247和249)处。此外，第二阻抗匹配元件224和第三阻抗匹配元件226可以均是具有0.112英寸的直径并且从顶壁242分别延伸入第一波导202和第二波导206中约0.050(251和253)的调谐按钮(或者帽部或短桩)。第四阻抗匹配元件228和第五阻抗匹配元件230可以均被定位为距离顶壁242约0.396英寸255处。此外，第四阻抗匹配元件228和第五阻抗匹配230可以均是具有0.112英寸的直径并且从宽壁(即，分别自前宽壁209和后宽壁211)分别延伸入第三波导中约0.045(257和259)的调谐按钮(或帽部或短桩)。此外，如之前所述的，第二阻抗匹配元件224、第三阻抗匹配元件226、第四阻抗匹配元件228、和第五阻抗匹配元件230分别沿着顶壁242的中心线250(如图2E示出的)和第三波导210的前宽壁209和后宽壁211的中心线231定位。

在图2C中，示出了根据本发明的沿着图2A中示出的对称面B-B’246切割的第一阻抗匹配元件222、第二阻抗匹配元件224、第四阻抗匹配元件228、第六阻抗匹配元件232、和第八阻抗匹配元件236的侧视图。在这个实例中，第八阻抗匹配元件236限定第四波导214内的阶梯变换器，其中第四波导214的宽度在第八阻抗匹配元件236进入公共接头218处之后，从第四端口215处的第一宽度减少至更窄的宽度。举例来说，第六阻抗匹配元件236可以位于距离第三波导210的窄壁约0.296英寸处260，其中第六阻抗匹配元件236是从顶壁242延伸入263第四波导214的空腔中约0.07英寸并具有0.112英寸直径的调谐按钮。此外，第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236还可以位于距离第三波导210的窄壁约0.296英寸处260。在这个实例中，第四波导214的宽度可以从第四端口215处的0.750英寸减少至约0.710英寸，从第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236至公共接头218处的近似长度260是0.296英寸。此外，第一阻抗匹配元件222的尖端238可以位于距离第三波导210的后窄壁约0.250英寸265处，并且基部240从第三波导210的后窄壁207延伸267约0.8125英寸。

相似地，在图2D中，示出了根据本发明的沿着对称面B-B’246切割的第一阻抗匹配元件222、第三阻抗匹配元件226、第五阻抗匹配元件230、第六阻抗匹配元件232、和第七阻抗匹配元件234的侧视图。应注意，在这个实例中，在图2C和图2D中示出，基部240的直径245被示出为沿着公共窄壁252被截断277；然而，可以理解，基部240还可以是非截断的接近圆形的结构。

在图2E中，示出了根据本发明的沿着平面C-C’248切割的第一阻抗匹配元件222、第七阻抗匹配元件234、和第八阻抗匹配元件236的顶视图。共面公共波导壁220被示出为第一波导202、第二波导206、和第四波导214的公共下宽壁。此外，第一阻抗匹配元件222的基部240被示出为过渡至尖端238的椭圆形状。第一阻抗匹配元件222位于公共接头218处。尖端238可以可选地位于基部240的中央或基于EHT耦合器的预定设计参数向基部的一侧偏移。在图2E中，尖端238被示出为从第一波导202和第二波导206的中心线250以更靠近公共窄壁252的方式偏移；然而，可以理解，这个仅是为了举例，并且尖端238可以可选地在公共接头218处位于第一波导202和第二波导206的中心线252上。

在这个实例中，第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配236被示出为位于远离公共接头218处的开口一距离260处的变换器。如之前所述，在这个实例中，第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236两者被示出为第四波导214中的阶梯变换器的部分；然而，阶梯变换器还可以基于减少朝着第四端口215的反射的预先确定的设计可选地仅在任意一个窄壁中使用一个阻抗匹配元件(即，第七阻抗匹配元件234或第八阻抗匹配元件236)。

与图2E相似，图2F示出根据本发明的沿着平面C-C’248切割的第二阻抗匹配元件224、第三阻抗匹配元件226、第四阻抗匹配元件228、第五阻抗匹配元件230、第六阻抗匹配元件232、第七阻抗匹配元件234、和第八阻抗匹配元件236的底视图。与图2E的视图相似，第七阻抗匹配元件234和第八阻抗匹配元件236两者被示出为第四波导214中的阶梯变换器的部分，并且他们被示出为远离公共接头218处的开口一距离260处的变换器。如先前描述的，这些是为了举例并且阶梯变换器还可以基于减少朝着第四端口215的反射的预先确定的设计可选地仅使用任意一个窄壁中的一个阻抗匹配元件。该底视图还示出公共顶壁242以及第二阻抗匹配元件224、第三阻抗匹配元件226、第四阻抗匹配元件228、第五阻抗匹配元件230、和第六阻抗匹配元件232的示例性位置。在这个实例中，第二匹配阻抗元件和第三匹配阻抗元件226被示出为分别沿着第一波导202和第二波导206的中心线250定位。此外，第二阻抗匹配元件224定位在远离公共接头218一第一接线柱距离256处，并且第三阻抗匹配元件226定位在远离公共接头218一第二接线柱距离258处。此外，第六阻抗匹配元件232定位在远离公共接头218一第三接线柱距离260处。第六阻抗匹配元件232还可以沿着第四波导214的中心线262定位。第六阻抗匹配元件232的实际位置是减少朝着第四端口215的反射的预先确定的设计值。

在这个实例中，每个阻抗匹配元件222、224、226、228、230、232、234、和236可以制造为全金属的或部分金属的元件。可以使用的金属类型包括任何低损耗类型的金属，包括铜、银、铝、金、或者具有低体电阻率的任何金属。

转向图3A，示出根据本发明的第一阻抗匹配元件300的实施方式的实例的侧视图。在这个实施例中，第一阻抗匹配元件300被示出为具有圆锥形的尖端302和圆形的基部304，第一阻抗匹配元件300可以在基部中具有过渡到尖端302的多个阶梯303。在这个实例中，尖端302的宽度305可以等于约0.167英寸。第一阻抗匹配元件300可以制造为全金属的或者部分金属的元件。可以使用的金属类型包括任何低损耗类型的金属，包括铜、银、铝、金、或者具有低体电阻率的任何金属。在图3B中，示出了根据本发明的第一阻抗匹配元件300的顶视图。如上所述，第一阻抗匹配元件300的基部304的直径306可以等于约1.14英寸；然而，直径306的部分可以是截断的308以便更接近适合公共窄壁252(图2C、图2D、和图2E中示出的)。

图4A是具有根据本发明的具有四个EHT耦合器的4×4矩阵波导网络(“4x4MWN”)400的实施方式的实例的顶视图。4x4MWN400包括第一EHT耦合器402、第二EHT耦合器404、第三EHT耦合器406、和第四EHT耦合器408、以及第一桥接元件410和第二桥接元件412。通常，4x4MWN400物理上类似“数字8”，第一桥接元件410和第二桥接元件412被配置为允许4x4MWN400的波导向后折叠到它本身上。在这个实例中，第一桥接元件410被示出为在第二桥接元件412上弯曲，示出为在向下的方向上弯曲。在这个实例中，所有四个EHT耦合器402、404、406、和408的E平面端口414、416、418、和420分别被示出为从4x4MWN400向上指向。此外，所有四个EHT耦合器402、404、406、和408的H平面端口422、424、426、和428分别被示出为共面的并且垂直于E平面端口414、416、418、和420。

4x4MWN400被配置为使得从四个EHT耦合器402、404、406、和408的每个至其他EHT耦合器402、404、406、和408信号路径的电长度是近似相等的。因此，EHT耦合器402、404、406、和408之间的所有信号路径的群延迟和相位斜率是近似相等。

举例来说，从H平面端口至H平面端口，第一信号路径由从第一EHT耦合器402的H平面端口422至第三EHT耦合器402的H平面端口426的信号路径限定，第二信号路径由从第一EHT耦合器402的H平面端口422至第四EHT耦合器408的H平面端口428的信号路径限定，第三信号路径由从第二EHT耦合器404的H平面端口424至第三EHT耦合器402的H平面端口426的信号路径限定，并且第四信号路径由从第二EHT耦合器404的H平面端口424至第四EHT耦合器408的H平面端口428的信号路径限定。另外，从E平面端口至H平面端口，第五信号路径由从第一EHT耦合器402的E平面端口414至第三EHT耦合器402的H平面端口426的信号路径限定，第六信号路径由从第一EHT耦合器402的E平面端口414至第四EHT耦合器408的H平面端口428的信号路径限定，第七信号路径由从第二EHT耦合器404的E平面端口416至第三EHT耦合器402的H平面端口426的信号路径限定，并且第八信号路径由从第二EHT耦合器404的E平面端口416至第四EHT耦合器408的H平面端口428的信号路径限定。此外，从H平面端口至E平面端口，第九信号路径由从第一耦合器402的H平面端口422至第三EHT耦合器402的E平面端口418的信号路径限定，第十信号路径由从第一EHT耦合器402的H平面端口422至第四EHT耦合器408的E平面端口420的信号路径限定，第十一信号路径由从第二EHT耦合器404的H平面端口424至第三EHT耦合器402的E平面端口418的信号路径限定，并且第十二信号路径由从第二EHT耦合器404的H平面端口424至第四EHT耦合器408的E平面端口420的信号路径限定。此外，从E平面端口至E平面端口，第十三信号路径由从第一EHT耦合器402的E平面端口至第三EHT耦合器402的E平面端口418的信号路径限定，第十四信号路径由从第一EHT耦合器402的E平面端口414至第四EHT耦合器408的E平面端口420的信号路径限定，第十五信号路径由从第二EHT耦合器404的E平面端口416至第三EHT耦合器402的E平面端口418的信号路径限定，并且第十六信号路径由从第二EHT耦合器的E平面端口416至第四耦合器408的E平面端口420的信号路径限定。举例来说，4x4MWN400可具有大约八英寸长425乘以五英寸宽427的二维尺寸。在这个实例中，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、和第十六信号路径均具有近似相等的群延迟和近似相等的相位斜率。

此外，图4B是4x4MWN400的前视图并且图4C是4x4MWN400的侧视图。此外，图4D是4x4MWN400的第一桥接410的实施方式的实例的侧视图，并且图4E是4x4MWN400的第二桥接412的实施方式的实例的侧视图。此外，图4F是根据本发明的如图4A、图4B、和图4C所示的放置在彼此上面的第一桥接410和第二桥接412两者的立体顶视图。在这个实例中，第一桥接410和第二桥接412两者的尺寸可以是近似相同的，其中他们具有近似相同的电长度和物理适合于4x4MWN400内的“波导管”(即，每个桥接的波导部分的大小和尺寸)。具体地，第一桥接410和第二桥接412通常需要的所有是一个路径上升一点(即，第一桥接410)和另一个路径下降一点(即，第二桥接412)，使得他们可以形成可以彼此交叉的两个路径以形成“数字8”的交叉点。尺寸可以选择为每个桥接410和412提供相同的电长度的同时恰当地适配在4x4MWN400内。举例来说，总体上，桥接410和412两者将在高度上向上延伸或向下延伸得比波导宽壁更小。

在图5中，示出4x4MWN500的顶视图。如先前描述的，4x4MWN500包括第一EHT耦合器502、第二EHT耦合器504、第三EHT耦合器506、和第四EHT耦合器508，以及第一桥接元件510和第二桥接元件512。第一EHT耦合器502包括H平面端口514和E平面端口516。第二EHT耦合器504包括H平面端口518和E平面端口520。第三EHT耦合器506包括H平面端口522和E平面端口524。第四EHT耦合器508包括H平面端口526和E平面端口528。第一EHT耦合器502还包括第一同线端口530和第二同线端口532。此外，第二EHT耦合器504还包括第一同线端口534和第二同线端口536。此外，第三EHT耦合器506还包括第一同线端口538和第二同线端口540。此外，第四EHT耦合器508还包括第一同线端口542和第二同线端口544。

作为操作的示例，如果第一输入信号546被注入到第一EHT耦合器502的H平面端口514中，那么第一EHT耦合器502将第一输入信号546均等地分成两个信号，这两个信号是同相位的，但具有原始第一输入信号546的一半功率的相等的功率值。有时称为将第一输入信号546分成两个幅度相位平衡信号。

然后，来自第一EHT耦合器502的第一信号沿着从第一EHT耦合器502的第一同线端口530至第三EHT耦合器506的第二同线端口540的第一信号路径传送。一旦第一信号注入到第三EHT耦合器506的第二同线端口540中，那么第一信号被均等地分成两个另外的信号(即，第三信号548和第四信号550)。第三信号548将从第三EHT耦合器506的H平面端口522发出，并且第四信号550将从第三EHT耦合器506的E平面端口524发出。应注意，在第三信号548和第四信号550具有相等幅度时(是第一信号的功率的一半，是原始第一输入信号546的功率的四分之一)，基于第三EHT耦合器506是怎样配置的，他们的相位可以是同相的或者异相的。关键在于，第三EHT耦合器506被配置为在H平面端口522中产生第一同线端口538和第二同线端口540两者处接收的两个同相信号的组合信号，同时在E平面端口524中产生两个同相信号的差异信号。如果在第一同线端口538和第二同线端口540两者处接收到的两个接收信号是180度异相的，那么H平面端口522不产生输出信号，但E平面端口524将产生输出信号，即两个接收信号的组合信号。因此，对于这个实例，将假定第四信号550的相位与第三信号548的相位近似相等。

来自第一EHT耦合器502的第二信号还沿着从第一EHT耦合器502的第二同线端口532，穿过第二桥接元件512，至第四EHT耦合器508的第二同线端口544的第二信号路径传送。一旦第二信号注入到第四EHT耦合器508的第二同线端口544中，那么第二信号被均等地分成两个另外的信号(即，第五信号552和第六信号554)。第五信号552将从第四EHT耦合器508的H平面端口526发出，并且第六信号554将从第四EHT耦合器508的E平面端口528发出。再次应注意，在第五信号552和第六信号554具有相等的幅度(是第二信号的功率的一半，是原始第一输入信号546的功率的四分之一)时，他们的相位基于第四EHT耦合器508是怎样配置的可以是同相的或者异相的。与第三EHT耦合器506相似，假设第六信号554的相位与第五信号552的相位近似相等。

相似地，如果第二输入信号556注入到第二EHT耦合器504的H平面端口518中，那么第二EHT耦合器504同样将第二输入信号556分成两个幅度相等的同相信号(即第二输入信号556的功率的一半)。来自第二EHT耦合器504的第一信号然后沿着从第二EHT耦合器504的第一同线端口534，穿过第一桥接元件510，至第三EHT耦合器506的第一同线端口538的第三信号路径传送。

一旦第一信号注入到第三EHT耦合器506的第一同线端口538中，那么第一信号被均等地分成两个另外的信号(即，第七信号558和第八信号560)。第七信号558将从第三EHT耦合器506的H平面端口522发出，并且第八信号560将从第三EHT耦合器506的E平面端口524发出。应注意，在第七信号558和第八信号560具有相等的幅度时(是第一信号的功率的一半，是原始的第二输入信号556的功率的四分之一)，他们的相位基于第三EHT耦合器506是怎样配置的可以是同相的或者异相的。因为第三信号548和第四信号550已被假定为具有相同的相位，所以第七信号558和第八信号560被假定为具有相差180度的相位，如前所述，因为第三信号548和第七信号558具有相同的相位并且在H平面端口522中组合，而第四信号550和第八信号560是180度异相的并且在E平面端口524中相消。

来自第二EHT耦合器504的第二信号还沿着从第二EHT耦合器504的第二同线端口536至第四EHT耦合器508的第一同线端口542的第二信号路径传送。一旦第二信号被注入到第四EHT耦合器508的第一同线端口542中，那么第二信号被均等地分成两个另外的信号(即，第九信号562和第十信号564)。第九信号562将从第四EHT耦合器508的H平面端口526发出，并且第十信号564将从第四EHT耦合器508的E平面端口528发出。再次应注意，在第九信号562和第十信号564具有相等的幅度时(是第二信号的功率的一半，是原始第二输入信号556的功率的四分之一)，他们的相位基于第四EHT耦合器508是怎样配置的可以是同相的或者异相的。与第三EHT耦合器506相似，因为第六信号554和第五信号552已被假定为具有相同的相位，所以第九信号562和第十信号564被假定为具有相差180度的相位，如前所述，因为第五信号552和第九信号562具有相同的相位并且在H平面端口526中组合，而第六信号554和第十信号564是180度异相的并且在E平面端口528中相消。在这个实例中，第三信号548、第四信号550、第五信号552、第六信号554、第七信号558、第八信号560、第九信号562、和第十信号564都具有近似相同的功率幅度水平。此外，第三信号548、第四信号550、第五信号552、第六信号554、第七信号558、和第九信号562具有相同的相位，并与第八信号560或第十信号564中任意一个的相位相差180度，其中第十信号564与第八信号560具有相同的相位。

在图6A中，示出了根据本发明的4x4MWN600的电路图，4x4MWN600是图5中示出的4x4MWN500的代表。这个电路图600描述由每个EHT耦合器产生的内部信号和由这些内部信号利用的相应信号路径。如前所述，4x4MWM的电路600包括第一EHF耦合器602、第二EHF耦合器604、第三EHF耦合器606、第四EHF耦合器608。第一EHF耦合器602分别通过信号路径610和612与第四EHF耦合器608和第三EHF耦合器信号通信。相似地，第二EHF耦合器604分别通过信号路径614和616与第三EHF耦合器606和第四EHF耦合器608两者信号通信。第一EHF耦合器602与第二EHF耦合器604隔离，并且第三EHF耦合器606与第四EHF耦合器608隔离。

第一EHT耦合器602是四个端口的装置，包括第一端口618、第二端口620、第三端口622、和第四端口624。此外，第二EHT耦合器604是四个端口的装置，包括第一端口626、第二端口628、第三端口630、和第四端口632。此外，第三EHT耦合器606是四个端口的装置，包括第一端口634、第二端口636、第三端口638、和第四端口640。此外，第四EHT耦合器608是四个端口的装置，包括第一端口642、第二端口644、第三端口646、和第四端口648。

在这个实例中，所有第一端口618、626、634、和642和第二端口620、628、636、和644是同线端口，所有第三端口622、630、638、和646是E平面端口(即，差分端口)，并且所有第四端口624、632、640、和648是H平面端口(即，求和端口)。第一EHT耦合器602如下与第三EHT耦合器606和第四EHT耦合器608两者进行信号通信。

第一EHT耦合器602的第一端口618通过第一信号路径610与第三EHT耦合器606的第二端口636信号通信，并且第一EHT耦合器602的第二端口620通过第二信号路径612与第四EHT耦合器608的第二端口644信号通信。相似地，第二EHT耦合器604如下与第三EHT耦合器606和第四EHT耦合器608两者进行信号通信。第二EHT耦合器604的第一端口626通过第三信号路径614与第三EHT耦合器606的第一端口636信号通信，并且第二EHT耦合器604的第二端口628通过第四信号路径616与第四EHT耦合器608的第一端口642信号通信。

第一信号路径610、第二信号路径612、第三信号路径614、和第四信号路径616都具有近似相同的电长度。具体地，第一信号路径610具有第一群延迟和第一相位斜率；第二信号路径612具有第二群延迟和第二相位斜率；第三信号路径614具有第三群延迟和第三相位斜率；第四信号路径616具有第四群延迟和第四相位斜率；并且其中第一群延迟、第二群延迟、第三群延迟、和第四群延迟近似相等并且第一相位斜率、第二相位斜率、第三相位斜率、和第四相位斜率近似相等。

举例来说，第一EHT耦合器602被配置为在第四端口624(H平面端口)处接收第一输入信号650，并且在第三端口622(E平面端口)处接收第二输入信号652。650被假定为具有第一信号输入幅度(“A1”)和第一信号相位(“φ₁”)，并且652被假定为具有第二信号幅度(“A2”)和第二信号相位(“φ₂”)。第二EHT耦合器604被配置为在第四端口632(H平面端口)处接收第三输入信号654，并且在第三端口630(E平面端口)处接收第四输入信号656。654被假定为具有第三信号输入幅度(“A₃”)和第三信号相位(“φ₃”)并且656被假定为具有第四信号幅度(“A₄”)和第四信号相位(“φ₄”)。

因为多个耦合器602、604、606、和608的每个EHT耦合器是改善的混合耦合器，所以每个EHT耦合器被配置为从相应的输入信号提供以下输出信号(如在以下表1中描述的)。

表1

EHT耦合器的最终散射矩阵是：

$S=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 1& 1\\ 0& 0& -1& 1\\ 1& -1& 0& 0\\ 1& 1& 0& 0\end{array}\right].$

在这个实例中，可以理解，每个EHT耦合器的第一端口和第二端口是同线端口，使得注入到第二端口中的输入信号在第三端口和第四端口处产生两个输出信号。这两个输出信号具有相差180度的相位。为了说明的目的，第四端口处的输出信号的相位被假定为与第二端口处的输入信号的相位同相(即，相同的相位)，并且第三端口处的输出信号的相位被假定为与第二端口处的输入信号的相位异相(即，180度的相位差)。此外，注入到第三端口中的输入信号在第一端口和第二端口处产生两个输出信号，其中两个输出信号具有相差180度的相位。在这个实例中，假设第一端口处的输出信号的相位与第三端口处的是同相的，并且与第二端口处的输出信号的相位相差180度。

作为操作的示例，EHT耦合器600被配置为在第四端口624处接收650，并且将其平均地分成第一EHT耦合器602的第一EHT耦合器信号658和第一EHT耦合器602的第二EHT耦合器信号660，其中每个信号具有近似等于的幅度和近似等于φ₁的相位。然后658通过第一信号路径610被传送至第三EHT耦合器606的第二端口636。一旦注入到第三EHT耦合器606的第二端口636中，第三EHT耦合器606将其平均地分成第三EHT耦合器606的第一输出信号662和第三EHT耦合器606的第二输出信号664，其中每个输出信号具有近似等于的幅度和对于662近似等于φ₁和对于664近似等于φ₁加180度的相位。在这个实例中，662从第四端口640发出，并且664从第三端口638发出。

相似地，然后660通过第二信号路径612被传送至第四EHT耦合器608的第二端口644。一旦注入到第二端口644中，第四EHT耦合器608将其平均地分成第四EHT耦合器608的第三输出信号666和第四EHT耦合器608的第四输出信号668，其中每个输出信号具有近似等于的幅度和对于666近似等于φ₁和对于668近似等于φ₁加180度的相位。再次，在这个实例中，666从第四端口648发出并且668从第三端口646发出。应注意，在图6A中，对应于活动的信号的信号路径被粗体加重以便更好示出通过电路图600的信号流。

在图6B中，EHT耦合器600还被配置为在第三端口622处接收652，并且将其平均地分成第一EHT耦合器602的第一端口670处的第三EHT耦合器信号670和第一EHT耦合器602的第二端口620处的第四EHT耦合器信号671，其中每个信号具有近似等于的幅度和对于670近似等于φ₁和对于671近似等于φ₁加180度的相位。然后670通过第一信号路径610被传送至第三EHT耦合器606的第二端口636，并且671通过第二信号路径612被传送至第四EHT耦合器608的第二端口644。

一旦670注入到第二端口636中，第三EHT耦合器606就将其平均分成从第四端口640发出的第五输出信号674和从第三端口638发出的第六输出信号676，其中每个输出信号具有近似等于的幅度和对于674近似等于φ₂和对于676近似等于φ₂加180度。相似地，一旦671注入到第四EHT耦合器608的第二端口644中，第四EHT耦合器608就将其平均地分成从第四端口648发出的第七输出信号(“S_Out7”)678和从第三端口646发出的第八输出信号680，其中每个输出信号具有近似等于的幅度和对于S_Out7678近似等于φ₂加180度和对于680近似等于φ₂度的相位。再次应注意，在图6B中，对应于活动的信号的信号路径被粗体加重以便更好示出通过电路图600的信号流。

转向图6C，EHT耦合器进一步被配置为在第四端口632处接收654并且将其平均地分成第二EHT耦合器604的第一EHT耦合器信号682和第二EHT耦合器604的第二EHT耦合器信号684，其中每个信号具有近似等于的幅度和近似等于φ₃的相位。然后684通过第三信号路径614被传送至第三EHT耦合器606的第一端口634，并且682同样通过第四信号路径616被传送至第四EHT耦合器608的第一端口642。一旦注入到第三EHT耦合器606的第一端口634中，第三EHT耦合器606就将其平均地分成第三EHT耦合器606的第九输出信号686和第三EHT耦合器606的第十输出信号687，其中每个输出信号具有近似等于的幅度和近似等于φ₃的相位。在这个实例中，应注意686从第四端口640发出，并且687从第三端口638发出。

相似地，一旦注入到第四EHT耦合器608的第一端口642中，第四EHT耦合器608就将其平均地分成第四EHT耦合器608的第十一输出信号688和第四EHT耦合器608的第十二输出信号689，其中每个输出信号具有近似等于的幅度和近似等于φ₃的相位。在这个实例中，应注意，688从第四端口648发出，并且689从第三端口646发出。依然应注意，在图6C中，对应于活动的信号的信号路径被粗体加重，以便更好示出通过电路图600的信号流。

转向图6D，本领域普通技术人员可以理解，对输入信号654使用相同的方法论，其可以被示出为第十三输出信号690、第十四输出信号692、第十五输出信号694、和第十六输出信号696都具有近似等于的幅度和近似等于输出信号690和692的φ₄和信号694和696的φ₄加180度的相位。总体上，以下表2示出如上所述关于图6A至图6C中与输入信号相对应的输出信号的幅度和相位。

表2

假定输入相位(即，φ₁、φ₂、φ₃、和φ₄)都被标准化至零度，并且输入幅度(即，A₁、A₂、A₃、和A₄)都被标准化至1，那么4x4MWN600的示例性散射矩阵结果是如下并且用8乘8矩阵示出为

$s=\frac{1}{\sqrt{4}}\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 1& -1& 1& -1\\ 0& 0& 0& 0& 1& -1& -1& 1\\ 0& 0& 0& 0& 1& 1& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& 1& 1& -1& -1\\ 1& 1& 1& 1& 0& 0& 0& 0\\ -1& -1& 1& 1& 0& 0& 0& 0\\ 1& -1& 1& -1& 0& 0& 0& 0\\ -1& 1& 1& -1& 0& 0& 0& 0\end{array}\right].$

转向图7A，示出了根据本发明的4x4MWN700的顶视图，4x4MWN700分别通过第一信号路径706和第二信号路径708与第五EHT耦合器702和第六EHT耦合器704信号通信。与图7A相关，在图7B中，示出4x4MWN700、第六耦合器704、和第二信号路径708的侧视图。4x4MWN700被假定为与图5和图6中描述的4x4MWN500和4x4MWN600相同。如先前描述的，4x4MWN700分别包括第一EHT耦合器710、第二EHT耦合器712、第三EHT耦合器714、和第四EHT耦合器716。在具有第五EHT耦合器702和第六EHT耦合器704的4x4MWN700的组合顶视图中，4x4MWN700的E平面端口被隐藏并且从4x4MWN700向下延伸，与图5的4x4MWN500的视图相对，图5示出E平面端口516、520、524、和528从4x4MWN500向上延伸。第一EHT耦合器710包括第一端口717、第二端口718、第三端口(未示出)、和第四端口720。第一EHT耦合器710还包括在图7A的顶视图中不可见的但是在图7B的侧视图中示出的第三端口722。相似地，第二EHT耦合器712包括第一端口724、第二端口726、第三端口(未示出)、和第四端口728。第三EHT耦合器714包括第一端口730、第二端口732、第三端口734(在图7B中示出的)、和第四端口736，并且第四EHT耦合器716包括第一端口738、第二端口740、第三端口(未示出)、和第四端口742。第五EHT耦合器702包括第一端口744、第二端口746、第三端口748、和第四端口750，并且第六EHT耦合器704同样包括第一端口752、第二端口754、第三端口756、和第四端口758。第四EHT耦合器716的第四端口742通过第一信号路径706与第五EHT耦合器702的第四端口750信号通信，并且第三EHT耦合器714的第四端口736通过第二信号路径708与第六EHT耦合器704的第四端口758信号通信。在这个实例中，第一信号路径706和第二信号路径708的电长度是近似相同的，使得他们具有近似相等的群延迟和相位斜率。

在图8A中，示出了根据本发明的图7A和图7B的4x4MWN700的顶视图，4x4MWN700分别通过第三信号路径804和第四信号路径806与第七EHT耦合器800和第八EHT耦合器802信号通信。与图8A相关的，在图8B中，示出4x4MWN700、第六EHT耦合器704、第二信号路径708、第八EHT耦合器802、和第四信号路径806的侧视图。第七EHT耦合器800包括第一端口804、第二端口806、第三端口(未示出)、和第四端口808。相似地，第八EHT耦合器802包括第一端口812、第二端口814、第三端口816、和第四端口818。在这个实例中，第四EHT耦合器716的第三端口(即，E平面端口)通过信号路径804与第七EHT耦合器800的第三端口(即，E平面端口)信号通信，并且第三EHT耦合器714的第三端口734(即，E平面端口)通过信号路径806与第八EHT耦合器802的第三端口816(即，E平面端口)信号通信。在这个实例中，第一信号路径706、第二信号路径708、第三信号路径804、和第四信号路径806的电长度是近似相同，使得他们具有近似相等的群延迟和相位斜率。

转向至图9A，示出利用8乘8混合矩阵波导网络(“8x8MWN”)900的PDRN的实施方式的实例的顶视图。与图9A相关的，在图9B中，示出PDRN的侧视图。8x8MWN900包括两个4x4MWN(即，第一4x4MWN和第二4x4MWN902)。具体地，在这个实例中，第一4x4MWN是在图7A、图7B、图8A、和图8B中示出的4x4MWN700。此外，8x8MWN900还包括第五EHT耦合器702、第六EHT耦合器704、第七EHT耦合器800、和第八EHT耦合器802以及第一信号路径706、第二信号路径708、第三信号路径804、和第四信号路径806，均在图8A和图8B中示出。在这个实例中，第二4x4MWN902分别通过第五信号路径904、第六信号路径906、第七信号路径908、和第八信号路径910与第五EHT耦合器702、第六EHT耦合器704、第七EHT耦合器800、和第八EHT耦合器802信号通信。在这个实例中，第二4x4MWN902是与第一4x4MWN700相对的配置。具体地，与第一4x4MWN700不同，第二4x4MWN902具有向页面外指出的四个E平面端口。为了说明，4x4MWN900还包括四个EHT耦合器：第一EHT耦合器912、第二EHT耦合器914完全可见，而第三EHT耦合器916和第四EHT耦合器918不完全可见。

在这个实例中，信号路径706、708、804、806、904、906、908、和910被示出为成对对称的波导行进。具体地，第一信号路径706与第八信号路径910对称。第二信号路径708与第七信号路径908对称。第三信号路径804与第六信号路径906对称，并且第四信号路径806与第五信号路径904对称。除具有对称对之外，所有信号路径706、708、804、806、904、906、908、和910具有近似相同的电长度，使得他们具有近似相等的群延迟和相位斜率。举例来说，信号路径的波导端口的物理线路长度可以基于8x8MWN900和4x4MWN的操作频率和尺寸而近似为六～七英寸之间的线路长度。

图10是根据本发明的在图9A和图9B中示出的PDRN1000的等效电路的电路图。PDRN1000的电路图是图9A和图9B中示出的8x8MWN900的代表。与在图6A至图6C中示出的电路图600相似，这个PDRN1000电路图描述由每个EHT耦合器产生的内部信号和由这些内部信号利用的相应的信号路径。此外，与图9A和图9B的8x8MWN900相似，PDRN1000包括分别与第五EHT耦合器702、第六EHT耦合器704、第七EHT耦合器800、和第八EHT耦合器802信号通信的第一4x4MWN700和第二4x4MWN900。

第一4x4MWN700包括第一EHT耦合器710、第二EHT耦合器712、第三EHT耦合器714、和第四EHT耦合器716，并且第二4x4MWN900包括第一EHT耦合器912、第二EHT耦合器914、第三EHT耦合器916、和第四EHT耦合器918。如先前描述的，在第一4x4MWN700中，第一耦合器710包括第一端口716、第二端口718、第三端口722、和第四端口720，并且第二EHT耦合器712包括第一端口724、第二端口726、第三端口1002、和第四端口728。此外，第三EHT耦合器714包括第一端口732、第二端口730、第三端口734、和第四端口736，并且第四EHT耦合器716包括第一端口738、第二端口740、第三端口1004、和第四端口742。相似地，在第二4x4MWN900中，第一EHT耦合器912包括第一端口1004、第二端口1006、第三端口1008、和第四端口1010，并且第二EHT耦合器914包括第一端口1012、第二端口1014、第三端口922、第四端口920。此外，第三EHT耦合器916包括第一端口1016、第二端口1018、第三端口1020、和第四端口1022。并且第四EHT耦合器918包括第一端口1024、第二端口1026、第三端口1028、和第四端口924。此外，第五EHT耦合器702包括第一端口744、第二端口746、第三端口748、和第四端口750；第六EHT耦合器704包括第一端口752、第二端口754、第三端口756、和第四端口758；第七EHT耦合器800包括第一端口804、第二端口806、第三端口1030、和第四端口808；并且第八EHT耦合器802包括第一端口812、第二端口814、第三端口816、和第四端口818。

转回至第一4x4MWN700，第一EHT耦合器710的第一端口716通过信号路径1032与第三EHT耦合器714的第二端口730信号通信，并且第一EHT耦合器710的第二端口718通过信号路径1034与第四EHT耦合器716的第二端口740信号通信。第二EHT耦合器712的第一端口724通过信号路径1036与第三EHT耦合器714的第一端口732信号通信，并且第二EHT耦合器712的第二端口726通过信号路径1038与第四EHT耦合器716的第一端口738信号通信。相似地，在第二4x4MWN900内，第一EHT耦合器912的第一端口1004通过信号路径1040与第三EHT耦合器916的第二端口1018信号通信，并且第一EHT耦合器912的第二端口1006通过信号路径1042与第四EHT耦合器918的第二端口1026信号通信。第二EHT耦合器914的第一端口1012通过信号路径1044与第三EHT耦合器916的第一端口1016信号通信，并且第二EHT耦合器914的第二端口1014通过信号路径1046与第四EHT耦合器918的第一端口1024信号通信。

此外，第一4x4MWN700的第四EHT耦合器716的第四端口742通过信号路径706与第五EHT耦合器702的第四端口750信号通信，并且第四EHT耦合器716的第三端口1004通过信号路径804与第七EHT耦合器800的第三端口1030信号通信。第一4x4MWN700的第三EHT耦合器714的第四端口736通过信号路径708与第六EHT耦合器704的第四端口758号通信，并且第三EHT耦合器714的第三端口734通过信号路径806与第八EHT耦合器802的第三端口816信号通信。第二4x4MWN900的第四EHT耦合器918的第四端口942通过信号路径910与第八EHT耦合器802的第四端口818信号通信，并且第四EHT耦合器918的第三端口1028通过信号路径906与第六EHT耦合器704的第三端口756信号通信。第三EHT耦合器916的第四端口1022通过信号路径908与第七EHT耦合器800的第四端口808信号通信，并且第三EHT耦合器916的第三端口1020通过信号路径904与第五EHT耦合器702的第三端口748信号通信。

再次，可以理解，在这个实例中，在第一4x4MWN700内，第一EHT耦合器712与第二EHT耦合器710隔离，并且第三EHT耦合器714与第四EHT耦合器716隔离。同样地，在第二4x4MWN900内，第一EHT耦合器910与第二EHT耦合器912隔离，并且第三EHT耦合器916与第四EHT耦合器918隔离。此外，八个信号路径706、708、804、806、904、906、908、和910都具有近似相同的电长度。通常，术语“电长度”是传送介质(即，信号路径)的长度，其被表示为通过介质传播的信号的波长数。普通技术人员可以理解，术语电长度是指由传播通过信号路径传播的信号“看到”的信号路径的有效长度，并且是基于传播信号的频率的频率依赖的。举例来说，如果信号路径是WR-75矩形波导(具有近似10.0GHz至15.0GHz的频率界限)，并且信号路径是，例如，物理上6英寸长，那么电长度是在10.0GHz下的5.0835波长、11.0GHz下的5.5919波长、12.0GHz下的6.1002波长、13.0GHz下的6.6086波长、14.0GHz下的7.1169波长、以及15.0GHz下的7.6253波长。因为电长度被测量为其沿着信号路径传播时的给定频率下的波长数，群延迟是通过信号路径传播的信号的各个正弦分量的幅度包络的时间延迟的度量。此外，相位延迟是与幅度包络的时间延迟相对的相位的时间延迟的度量。当在本申请中运用时，短语两个或多个路径长度“具有近似相同的电长度”指的是群延迟近似相等以及相位斜率近似相等的物理性质。

转回至图10，作为操作的实例，第一4x4MWN700内的第二EHT耦合器712被配置为在第四端口728(H平面端口)处接收第一输入信号1048，并且在第三端口1002(E平面端口)处接收第二输入信号1050。1048被假定为具有第一信号输入幅度(“A1”)和第一信号相位(“φ₁”)，并且1050被假定为具有第二信号幅度(“A2”)和第二信号相位(“φ₂”)。第一EHT耦合器710被配置为在第四端口720(H平面端口)处接收第三输入信号1052，并且在第三端口722(E平面端口)处接收第四输入信号1054。1052被假定为具有第三信号输入幅度(“A3”)和第三信号相位(“φ₃”)，并且1054被假定为具有第四信号幅度(“A4”)和第四信号相位(“φ₄”)。相似地，第二4x4MWN700内的第一EHT耦合器912被配置为在第四端口1010(H平面端口)处接收第五输入信号1056，并且在第三端口1008(E平面端口)处接收第六输入信号1058。1054被假定为具有第五信号输入幅度(“A5”)和第五信号相位(“φ”)，并且1056被假定为具有第六信号幅度(“A6”)和第六信号相位(“φ₆”)。第二EHT耦合器914被配置为在第四端口920(H平面端口)处接收第七输入信号1060，并且在第三端口922(E平面端口)处接收第八输入信号1062。1058被假定为具有第七信号输入幅度(“A7”)和第七信号相位(“φ₇”)并且1060被假定为具有第八信号幅度(“A8”)和第八信号相位(“φ₈”)。

响应于接收这八个输入信号1048、1050、1052、1054、1056、1058、1060、和1062，PDRN1000针对每个输入信号产生八个输出信号。具体地，1048将分别在第五EHT耦合器702的第一端口744和第二端口746处产生第一输出信号和第二输出信号以及在第六EHT耦合器704的第一端口752处产生第三输出信号和第二端口754处产生第四输出信号此外，1048还将分别在第七EHT耦合器800的第二端口806和第一端口804处产生第五输出信号和第六输出信号此外，1048还将分别在第八EHT耦合器802的第二端口814和第一端口812处产生第七输出信号和第八输出信号

利用该相同的方法，可以示出，PDRN1000以与其他七个输入信号1050、1052、1054、1056、1058、1060、和1062中的每个相对应的方式输出，同样针对每个输入信号产生八个输出信号。因此，八个输入信号在第五EHT耦合器702、第六EHT耦合器704、第七EHT耦合器800、和第八EHT耦合器802的输出端处产生总共64个输出信号。这些全部输出可以组织成8乘8表格(以下表3)，示出对应于输入信号和输入端口的给定端口处的输出信号。

表3

在这个实例中，利用输入信号1048、1050、1052、1054、1056、1058、1060、和1062的假定幅度和相位值，输出信号可以被描述为与输入幅度和相位有关(如描述图6A、图6B、和图6C的章节中先前描述的)。在这种情况下，在表3中示出的输出信号可以用以下幅度和相位值代替。

假定输入相位(即，φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ6、φ7、和φ8)都被标准化至零度，并且输入幅度(即，A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、和A₈)标准化至1，那么PDRN1000的示例性散射矩阵的结果是

从这些幅度和相位值可以看出，PDRN1000能够将输入到八个输入端口720、722、728、920、922、1002、1008、和1010中的任意一个的任意信号的功率分成近似相等的八个输出(在输出端口744、746、752、754、804、806、812、和814处)，八个输出近似等于输入信号的功率的1/8。

这样的优势在于，输入信号的功率可以过高以至于不能以充分保真度被适当处理或放大。因此，PDRN1000允许输入信号被分成大量复制的更低功率的信号，其可以在将修改的信号重新组合成新的组合信号之前被切换、处理、和/或放大，并且新的组合信号将有效地是原始输入的高功率信号的高保真切换、处理、和/或放大的信号。放大器的实例可以包括固态放大器和/或行波管放大器(“TWTA”)。

基于以上描述，8x8MWN900是将(如，例如，具有输入幅度(即，A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、和A₈)的八个输入信号中任意一个)输入功率信号分成八个中间功率信号，其中每个中间功率信号具有等于相应的幅度值近似八分之一的中间幅度值(即，A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、和A₈)的装置。

图11是根据本发明的PDRN1100的实施方式的实例的框图。PDRN1100可以包括彼此信号通信的第一8x8MWN1102和第二8x8MWN1104。在第一8x8MWN1102和第二8x8MWN1104之间可以具有八个装置1106、1108、1110、1112、1114、1116、1118、和1120或信号路径(如，例如，波导行进)。八个装置1106、1108、1110、1112、1114、1116、1118、和1120可以是多个固态或TWTA放大器、转换器、移相器、直通波导、或其他处理装置。在这个实例中，第一8x8MWN1102被配置为接收八个输入信号1122、1124、1126、1128、1130、1132、1134、和1136，并且产生八个输出信号1138、1140、1142、1144、1146、1148、1150、和1152。如先前描述的，1138、1140、1142、1144、1146、1148、1150、和1152均可以基于输入到第一8x8MWN1102中的相应输入信号(1122、1124、1126、1128、1130、1132、1134、和1136中的任意一个)改变。这些改变的组合已关于图9A和图9B的8x8MWN900和图10的PDRN1000中描述了。一旦这些1138、1140、1142、1144、1146、1148、1150、和1152然后通过八个装置1106、1108、1110、1112、1114、1116、1118、和1120，从而产生传送至第二8x8MWN1104的八个中间信号1154、1156、1158、1160、1162、1164、1166、和1168。然后，第二8x8MWN1104被配置为接收1154、1156、1158、1160、1162、1164、1166、和1168，，并产生八个输出信号1170、1172、1174、1176、1178、1180、1182、和1184。

在图12中，示出根据本发明的利用第一8x8MWN1202和第二8x8MWN1204的PDRN1200的实施方式的实例的顶视立体图。第一8x8MWN1202可以包括分别与四个EHT耦合器1210、1212、1214、和1216信号通信的第一4x4MWN1206和第二4x4MWN1208。相似地，第二8x8MWN1204可以包括分别与另外四个EHT耦合器1218、1220、1222、和1224信号通信的第一4x4MWN1210和第二4x4MWN1212。第一4x4MWN1210的第一EHT耦合器1210、第二EHT耦合器1212、第三EHT耦合器1214、和第四EHT耦合器1216分别通过信号路径(或装置)1226、1228、1230、1232、1234、1236、1238、1240、和1242与第二4x4MWN1212的第一EHT耦合器1218、第二EHT耦合器1220、第三EHT耦合器1222、和第四EHT耦合器1224信号通信。

在这个实例中，第一4x4MWN1206和第二4x4MWN1208被配置为具有所有EHT耦合器中的向上指向的所有E平面端口，而不是如(在图7A、图7B、图8A、图8B、图9A和图9B中示出的)具有EHT耦合器的向下指向的E平面端口。此外，第一EHT耦合器1210、第二EHT耦合器1212、第三EHT耦合器1214、和第四EHT耦合器1216具有都指向上的E平面端口而不是具有两个指向下的E平面端口(如图8A、图8B、图9A、和图9B的EHT耦合器800和802)。此外，波导信号路径1244和1246(沿着该信号路径第三EHT耦合器1214和第四EHT耦合器1216的E平面端口与第一4x4MWN1206信号通信)在这样的平面上方，即，在该平面中，第一4x4MWN1206和第二4x4MWN1208之间的信号路径与第一EHT耦合器1210、第二EHT耦合器1212、第三EHT耦合器1214、和第四EHT耦合器1216的H平面端口信号通信，与8x8MWN900(在图9A和图9B中示出的)的信号路径804和806(在图8A、图8B、图9A、和图9B中示出的)不同，该信号路径是在图9A和图9B中示出的第一信号路径706、第二信号路径708、第三信号路径908、和第四信号路径910的平面下方。

在这个实例中，第二8x8MWN1204以与第一8x8MWN1202同样的方式配置，除了以下这一点之外，即在垂直方向上旋转180度使得所有EHT耦合器的所有E平面端口指向向下的方向。此外，第一信号路径1226、第三信号路径1230、第六信号路径1238、和第八信号路径1242被示出为直通波导，而第二信号路径1228、第四信号路径1232、第五信号路径1236、和第七信号路径1240被示出为180度移相器。可以理解，信号路径1226、1228、1230、1232、1234、1236、1238、1240、和1242还可以可选地包括未示出的其他装置，如，例如，放大器(如，例如，TWTA或固态放大器)、开关(switch，转换器)、或其他传送处理装置。

作为操作的一个实例，PDRN1200被配置为接收八个输入信号(未示出)，并产生相应的八个输出信号。与先前已经描述的相似，PDRN1200被配置为(在第一8x8MWN1202的一个输入端口处)接收一个输入信号，该一个输入信号被分成从第一8x8MWN1202的所有八个输出端口发出的八个中间信号(未示出)。八个中间信号的幅度均等于输入信号的功率幅度的近似1/8，并且八个中间信号中的每个的相位(近似0度或180度)基于输入信号注入(第一8x8MWN1202的)输入端口而改变。一旦八个中间信号注入到八个信号路径1226、1228、1230、1232、1234、1236、1238、1240、和1242中，第一信号路径1226、第三信号路径1230、第六信号路径1238、和第八信号路径1242将他们的相应的中间信号直接传送至第二8x8MWN1204的输入端口，而第二信号路径1228、第四信号路径1232、第五信号路径1234、和第七信号路径1240将他们的相应的中间信号相位移180度，并且然后将他们传送至第二8x8MWN1204的相应的输入端口。应注意，在这个实施中，第二8x8MWN1204的输入端口在物理上与第一8x8MWN1202的输出端口相同；同样地，第二8x8MWN1204的输出端口在物理上与第一8x8MWN1202的输入端口相同。一旦通过八个信号路径1226、1228、1230、1232、1234、1236、1238、1240被传送或者被相移的中间信号注入到第二8x8MWN1204的输入端口中，这些中间信号在第二8x8MWN1204内组合，以使得从第二8x8MWN1204的八个输出端口中的一个发出输出信号。输出信号自哪个输出端口发出并且输出信号的相位(近似0度或180度)是基于输入信号注入到(第一8x8MWN1202的)哪个输入端口改变的。基于这个描述并且假定(注入到第一8x8MWN1202中的)输入信号的输入相位(即，φ₁、φ₂、φ₃、φ₄、φ₅、φ₆、φ₇、和φ₈)都被标准化至零度，并且输入幅度(即，A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、和A₈)标准化至1，那么PDRN1200的最终示例性散射矩阵是：

基于PDRN1200的这些描述，PDRN1200包括：将具有第一幅度值的输入功率信号分成八个中间功率信号的装置，其中每个中间功率信号具有等于第一幅度值的约八分之一的中间幅度值；处理中间功率信号的装置；以及将中间功率信号组合成单个输出功率信号的装置。在这个实例中，将具有第一幅度值的输入功率信号分成八个中间功率信号的装置可以是第一8x8MWN1202。处理中间功率信号的装置可以包括可以是穿过波导和/或移相器在第一8x8MWN1202和第二8x8MWN1204之间信号通信的多个装置，如示出八个信号路径1226、1228、1230、1232、1234、1236、1238、1240或者如多个放大器(固态或TWTA)的有源器件。将中间功率信号组合成单个输出功率信号的装置可以是第二8x8MWN1204。

将理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以改变本发明的各个方面或细节。其并不是详尽的并且不将要求保护的发明限制为公开的精确的形式。此外，上述描述仅为了举例说明，而不是为了限制。考虑到上述描述，变形和变化是可能的或者可以从实践本发明中获得。权利要求和它们的等同物限定本发明的范围。

Claims (18)

1.一种增强混合T形耦合器，所述增强混合T形耦合器包括：

第一波导，限定第一端口；

第二波导，限定第二端口；

第三波导，限定第三端口；

第四波导，限定第四端口，

其中，所述第一波导、所述第二波导、所述第三波导和所述第四波导在公共接头处汇合，所述第一波导和所述第二波导共线，所述第三波导与所述第一波导和所述第二波导形成E平面接合，并且所述第四波导与所述第一波导和所述第二波导形成H平面接合；以及

第一阻抗匹配元件，定位在所述公共接头处，其中，所述第一阻抗匹配元件包括基部和尖端，所述第一阻抗匹配元件的所述基部位于所述第一波导、所述第二波导和所述第四波导的共面公共波导壁处，并且所述第一阻抗匹配元件的所述尖端从所述第一阻抗匹配元件的所述基部指向所述第三波导向外延伸。

2.根据权利要求1所述的增强混合T形耦合器，还包括：

第二阻抗匹配元件，在所述公共接头外部定位在所述第一波导的第一顶壁处，

第三阻抗匹配元件，在所述公共接头外部定位在所述第二波导的第二顶壁处，以及

第四阻抗匹配元件，在所述公共接头外部定位在所述第四波导的第三顶壁处，其中，所述第一顶壁和所述第二顶壁是与所述共面公共波导壁相对的相对波导壁，并且所述第三顶壁是与所述共面公共波导壁相对的相对波导壁。

3.根据权利要求2所述的增强混合T形耦合器，还包括：

第五阻抗匹配元件，在所述公共接头外部定位在所述第三波导的前宽壁处，以及

第六阻抗匹配元件，在所述公共接头外部定位在所述第三波导的后宽壁处，其中，所述前宽壁与所述后宽壁相对。

4.根据权利要求3所述的增强混合T形耦合器，还包括：

第七阻抗匹配元件，在所述公共接头外部定位在所述第四波导的第一侧壁处，以及

第八阻抗匹配元件，在所述公共接头外部定位在所述第四波导的第二侧壁处，其中，所述第二侧壁与所述第一侧壁相对。

5.根据权利要求4所述的增强混合T形耦合器，其中，所述第七阻抗匹配元件和所述第八阻抗匹配元件形成波导变换器，所述波导变换器将所述第四端口处的所述第四波导的第一波导宽度变窄至所述公共接头之前的更窄的第二波导尺寸。

6.根据权利要求5所述的增强混合T形耦合器，其中，所述第一阻抗匹配元件是选自由铜、银、铝、金和具有低体电阻率的任何金属组成的组中的材料。

7.根据权利要求5所述的增强混合T形耦合器，其中，所述第一阻抗匹配元件、所述第二阻抗匹配元件、所述第三阻抗匹配元件、所述第四阻抗匹配元件、所述第五阻抗匹配元件和所述第六阻抗匹配元件是电容调谐元件。

8.根据权利要求7所述的增强混合T形耦合器，

其中，所述第一波导和所述第二波导具有公共窄壁，

其中，所述第三波导包括与所述第一波导和所述第二波导的所述公共窄壁共面的后窄壁，

其中，所述第一阻抗匹配元件从所述共面公共波导壁延伸0.655英寸的高度，

其中，所述第一阻抗匹配元件在所述基部处具有1.14英寸直径，

其中，所述直径自所述第三波导的后窄壁的中心线径向延伸，

其中，所述第一阻抗匹配元件的所述基部自所述后窄壁延伸0.8125英寸。

9.根据权利要求8所述的增强混合T形耦合器，

其中，所述共面公共波导壁具有中心线，并且

其中，所述第一阻抗匹配元件的所述尖端偏离所述共面公共波导壁的中心线。

10.根据权利要求9所述的增强混合T形耦合器，

其中，所述第二阻抗匹配元件和所述第三阻抗匹配元件沿着所述第一波导和所述第二波导的中心线对齐，并且

其中，所述第四阻抗匹配元件沿着所述第四波导的中心线排列。

11.根据权利要求10所述的增强混合T形耦合器，其中，所述第七阻抗匹配元件和所述第八阻抗匹配元件沿着所述第三波导的中心线对齐。

12.根据权利要求11所述的增强混合T形耦合器，其中，所述第七阻抗匹配元件和所述第八阻抗匹配元件被构造为电感性膜片。

13.根据权利要求11所述的增强混合T形耦合器，

其中，所述第五阻抗元件是电容调谐短桩，所述电容调谐短桩具有位于距离所述第一顶壁0.396英寸的0.112英寸的直径并且从所述第三波导的第一宽壁延伸0.045英寸，并且

其中，所述第六阻抗元件是电容调谐短桩，所述电容调谐短桩具有位于距离所述第二顶壁0.396英寸的0.112英寸的直径并且从所述第三波导的第二宽壁延伸0.045英寸。

14.根据权利要求13所述的增强混合T形耦合器，

其中，所述第七阻抗匹配元件和所述第八阻抗匹配元件形成波导变换器，所述波导变换器将所述第四端口处的所述第四波导的第一波导宽度变窄至所述公共接头之前的更窄的第二波导尺寸，

其中，所述第七阻抗匹配元件和所述第八阻抗匹配元件位于距离所述第三波导的前窄壁0.296英寸处，

其中，所述第一波导宽度是0.750英寸，并且

其中，所述第二波导尺寸是0.710英寸。

15.一种增强混合T形耦合器，所述增强混合T形耦合器包括：

第一波导，限定第一端口；

第二波导，限定第二端口；

第三波导，限定第三端口；

第四波导，限定第四端口，

其中，所述第一波导、所述第二波导、所述第三波导和所述第四波导在公共接头处汇合，所述第一波导和所述第二波导共线，所述第三波导与所述第一波导和所述第二波导形成E平面接合，并且所述第四波导与所述第一波导和所述第二波导形成H平面接合；以及

阻抗匹配装置，定位在所述公共接头处。

16.根据权利要求15所述的增强混合T形耦合器，还包括：

阻抗匹配所述第一波导的装置，在所述公共接头外部，

阻抗匹配所述第二波导的装置，在所述公共接头外部，

阻抗匹配所述第四波导的装置，在所述公共接头外部，以及

阻抗匹配所述第三波导的装置，在所述公共接头外部。

17.根据权利要求16所述的增强混合T形耦合器，还包括：将所述第四端口处的所述第四波导的第一波导宽度变窄至所述公共接头之前的更窄的第二波导尺寸的装置。

18.一种增强混合T形耦合器，所述增强混合T形耦合器包括：

第一波导，限定第一端口；

第二波导，限定第二端口；

第三波导，限定第三端口；

第四波导，限定第四端口，

其中，所述第一波导、所述第二波导、所述第三波导和所述第四波导在公共接头处汇合，所述第一波导和所述第二波导共线，所述第三波导与所述第一波导和所述第二波导形成E平面接合，并且所述第四波导与所述第一波导和所述第二波导形成H平面接合；

第一阻抗匹配元件，定位在所述公共接头处，其中，所述第一阻抗匹配元件包括基部和尖端，所述第一阻抗匹配元件的所述基部位于所述第一波导、所述第二波导和所述第四波导的共面公共波导壁处，并且所述第一阻抗匹配元件的所述尖端从所述第一阻抗匹配元件的所述基部指向所述第三波导向外延伸；

第一电容调谐短桩，在所述公共接头外部定位在所述第一波导的第一顶壁处；

第二电容调谐短桩，在所述公共接头外部定位在所述第二波导的第二顶壁处；

第三电容调谐短桩，在所述公共接头外部定位在所述第四波导的第三顶壁处，其中，所述第一顶壁和所述第二顶壁是与所述共面公共波导壁相对的相对波导壁，并且所述第三顶壁是与所述共面公共波导壁相对的相对波导壁；

第四电容调谐短桩，在所述公共接头外部定位在所述第三波导的前宽壁处；

第五电容调谐短桩，在所述公共接头外部定位在所述第三波导的后宽壁处，其中，所述前宽壁与所述后宽壁相对；以及

波导变换器，将所述第四端口处的所述第四波导的第一波导宽度变窄至所述公共接头之前的更窄的第二波导尺寸。