CN111584987A - 应用于高阶过模带状多注器件的输入/输出功率耦合装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于真空电子技术领域，提供了一种高阶过模输入/输出功率耦合装置，包括：第一端口；矩形波导TE₁₀‑TE_n0模式变换器，用于进行矩形波导TE₁₀‑TE_n0的模式变换；过模过渡波导，与矩形波导TE₁₀‑TE_n0模式变换器连接，用于传输高阶模TE_n0；其中，n＝2^m,m为正整数；倾斜分支波导，用于传输高阶模TE_n0；第三端口，用于注入或者收集带状多注；带状注通道，用于传输带状多注；过模输出波导，分别与倾斜分支波导和带状注通道连接，用于汇合或者分离高阶模TE_n0和带状多注；以及第二端口，用于输出汇合后的注波或者输入完成互作用后的注波，从而兼具了功率耦合和模式变换特性，解决了现有技术中的高阶过模耦合器存在的结构复杂、加工困难的问题。

Description

应用于高阶过模带状多注器件的输入/输出功率耦合装置

技术领域

本申请属于真空电子技术领域，尤其涉及一种应用于高阶过模带状多注器件的输入/输出功率耦合装置。

背景技术

大功率的太赫兹辐射器在高数据率无线通信和高精度雷达等整机应用***中有巨大的潜在应用。基于高阶过模慢波结构的带状多注器件(包括行波管和返波管)由于具有输出功率大、高频结构尺寸大等优点，作为大功率毫米波、太赫兹波段放大器以及振荡器等器件具有极大的发展潜力，受到了国内外研究学者的广泛关注。虽然目前取得了一定的研究进展，但仍存在不少急需解决的关键科技问题。其中一个重要关键技术问题是：高阶模的功率耦合问题。应用于高阶过模带状多注器件的输入/输出功率耦合装置不仅需要具备注波汇合或者分离的功能，还需具有模式变换的特性。在期刊论文“Design and microwavetest of an ultra-wideband input/output structure for sheet beam travellingwave tubes”(Review of Scientific Instruments,86(6):064703-1-064703-7(2015)，作者：G.X.Shu*,J.X.Wang,G.Liu,Y.Luo,S.F.Wang)一文中，作者提出了一种应用于基模带状注行波管的输入输出耦合器。该耦合器在很宽的工作频带内具有良好的功率耦合特性，即能实现注波汇合或者分离。但该耦合器却不能实现模式变换，无法工作在高阶模。在中国发明专利(《新型宽带矩形波导TE_n,0模式激励器》，专利申请号：201610791802.8，作者：王建勋，姚叶雷，罗勇。)中，公开了一种应用于共焦波导回旋器件的矩形波导TE_n,0模式激励器。该模式激励器具有模式变换的功能，也能够实现注波汇合或者分离。但是该器件的结构性能较差，表现为：端口和耦合缝隙数目过多，结构过于复杂，加工和装配的精度要求高。当该器件工作在太赫兹波段时，上述问题尤为严重，工程实用性差。

发明内容

本申请的目的在于提供一种应用于高阶过模带状多注器件的输入/输出功率耦合装置，旨在解决现有技术中的高阶过模耦合器存在的结构复杂、加工困难的问题。

本申请实施例提供了一种应用于高阶过模带状多注器件的输入/输出功率耦合装置，所述输入/输出功率耦合装置包括：

第一端口；

矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器，与所述第一端口连接，用于进行矩形波导TE₁₀-TE_n0的模式变换；

过模过渡波导，与所述矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器连接，用于传输所述高阶模TE_n0；其中，n＝2^m,m为正整数；

倾斜分支波导，与所述过模过渡波导连接，用于传输所述高阶模TE_n0；

第三端口，用于注入或者收集带状多注；

带状注通道，与所述第三端口连接，用于传输所述带状多注；

过模输出波导，分别与所述倾斜分支波导和所述带状注通道连接，用于汇合或者分离所述高阶模TE_n0和所述带状多注；以及

第二端口，用于输出汇合后的注波或输入完成互作用的注波。

可选的，所述矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器包括：输入波导、(2*n-2)个分支波导；

其中，(2*n-2)个分支波导组成(n-1)个H-T接头，其中每个H-T接头由3个所述分支波导构成。(n-1)个H-T接头呈树状结构，所述树状结构第一端的分支波导与所述输入波导连接，所述树状结构第二端的n个所述分支波导共接于所述过模过渡波导。

可选的，每个所述H-T接头的中心位置处设有1个矩形挡板。

可选的，每个所述H-T接头中的主分支波导上设有一对匹配窗。

可选的，所述带状注通道的底面设有布拉格矩形反射腔。

可选的，所述过模过渡波导、所述倾斜分支波导、所述过模输出波导、所述带状注通道以及所述布拉格矩形反射腔的波导宽度w相同。

可选的，所述波导宽度w为n*a，其中，n为TE_n0模的模式指数，a为所述分支波导的宽度。

可选的，所述输入波导、所述分支波导、所述过模过渡波导以及所述倾斜分支波导的高度h相同。

可选的，所述倾斜分支波导与所述带状注通道之间的接触面为圆角结构。

可选的，在所述树状结构第二端的n个所述分支波导中，相邻的所述分支波导中传输的电磁波的幅度相同，且相位相反。。

本发明的有益效果为：

(1)本发明将一个TE₁₀-TE_n0模式变换器和一个Y形过模分支波导组合在一起构建了本发明装置。它兼具功率耦合和模式变换特性，既能将矩形波导TE₁₀模转换为高阶模，又能实现带状多注和电磁波的汇合或者分离，能够作为高阶过模带状多注器件的输入/输出功率耦合装置。

(2)本发明通过加载矩形挡板、匹配窗和布拉格反射腔，使得该装置在很宽的频带内具有优良的电性能，包括低端口反射、高模式转换效率以及低隔离系数。

(3)本发明装置中的TE₁₀-TE_n0模式变换器和Y形过模分支波导结构相对简单，更为重要的是二者的各个部件在某一个方向具有相同的几何尺寸，即均具有二维平面特性，利于二维加工，同时也利于装配，具有良好的工程实现性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种输入/输出功率耦合装置的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的图1所示的输入/输出功率耦合装置的第一端口的反射系数S_1(1),1(1)幅频特性曲线。

图3为本申请实施例提供的图1所示的输入/输出功率耦合装置的TE₂₀模转化传输系数S_2(2),1(1)幅频特性曲线。

图4为本申请实施例提供的图1所示的输入/输出功率耦合装置的隔离系数S_3(2),1(1)幅频特性曲线。

图5为本申请实施例提供的另一种输入/输出功率耦合装置的结构示意图。

图6为本实施例提供的图5所示的输入/输出功率耦合装置的第一端口的反射系数S_1(1),1(1)幅频特性曲线。

图7为本实施例提供的图5所示的输入/输出功率耦合装置的TE₄₀模转化传输系数S_2(4),1(1)幅频特性曲线。

图8为本实施例提供的图5所示的输入/输出功率耦合装置的隔离系数S_3(4),1(1)幅频特性曲线。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请实施例提供了一种应用于TE_n0模带状双注器件的输入/输出功率耦合装置，所述输入/输出功率耦合装置包括：

第一端口；

矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器，与所述第一端口连接，用于进行矩形波导TE10-TEn0的模式变换；

过模过渡波导，与所述矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器连接，用于传输所述高阶模TE_n0；其中，n＝2^m,m为正整数；

倾斜分支波导，与所述过模过渡波导连接，用于传输所述高阶模TE_n0；

第三端口，用于注入或者收集带状多注；

带状注通道，与所述第三端口连接，用于传输所述带状多注；

过模输出波导，分别与所述倾斜分支波导和所述带状注通道连接，用于汇合所述高阶模TE_n0和所述带状多注；以及

第二端口，用于输出汇合后的注波或者输入完成互作用的注波。

在本实施例中，矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器，用于进行矩形波导TE₁₀-TE_n0的模式变换，例如，将TE₁₀转换为TE_n0模，或者将将TE_n0转换为TE₁₀模。在本实施例中，通过将过模过渡波导、倾斜分支波导、第三端口、带状注通道、过模输出波导以及第二端口组成一个Y形过模分支波导，并由该Y形过模分支波导与TE₁₀-TE_n0模式变换器组合构成本实施例中输入/输出功率耦合装置，其兼具了功率耦合和模式变换特性，既能将矩形波导TE₁₀模转换为高阶模，又能实现带状注和电磁波的汇合或分离。

本实施例中的输入/输出功率耦合装置可以适用于微波至亚毫米波的多个频带，例如X、Ku、Ka、Q、W、D和G频段等。

在一个实施例中，倾斜分支波导、过模输出波导以及带状注通道可以构成一个Y形接头。

进一步的，在一个实施例中，本实施例中的输入/输出功率耦合装置不仅具有结构简单的特点，而且各个部件在同一方向上具有相同的几何尺寸，即均具有二维平面特性，利于二维加工，同时也利于装配，具有良好的工程实现性。

在一个实施例中，所述矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器包括：输入波导和(2*n-2)个分支波导；其中，(2*n-2)个分支波导组成(n-1)个H-T接头，每个H-T接头由3个分支波导组成，H-T接头呈“T”型，三个分支波导包括1个主分支波导和2个辅助分支波导。(n-1)个H-T接头呈树状结构，所述树状结构第一端的分支波导与所述输入波导连接，所述树状结构第二端的n个所述分支波导共接于所述过模过渡波导。

在本实施例中，当该装置作为功率输入耦合装置时，从第一端口馈入的基模TE₁₀将通过n路分支传输到过模过渡波导，实现矩形波导TE₁₀-TE_n0的模式变换，转换成的TE_n0模通过过模Y形分支波导耦合器输出至第二端口。当上述装置作为输出功率耦合装置时，注波从第二端口输入，完成互作用后，在过模输出波导处实现注波分离，带状多注通过带状注通道传输至第三端口。TE_n0模通过倾斜分支波导传输至矩形波导TE₁₀-TE_n0模矩形波导，最终以TE₁₀模在第一端口输出。

进一步的，在本实施例中，工作过程中，电磁波将通过n路分支从输入波导传输至过模过渡波导，或从过模过渡波导传输至输入波导。在每路分支中的电磁波的传输距离为L_x(x＝1,2..n-1,n)。

在一个实施例中，每个所述H-T接头的中心位置处设有1个矩形挡板。具体的，在本实施例中，通过设置矩形挡板可以降低H-T接头的不连续性所带来的反射。

在一个实施例中，每个所述H-T接头中的主分支波导上设有一对匹配窗。参见图1所示，匹配窗设于H-T接头中的主分支波导上。

在本实施例中，通过在每个H-T接头所在的主分支波导处设置一对匹配窗，可以引入感性电抗，从而进一步降低端口反射。

在一个实施例中，所述带状注通道的底面设有布拉格矩形反射腔。

具体的，在一个实施中，布拉格矩形反射腔设于带状注通道的底面，该侧面远离倾斜分支波导。

在本实施例中，通过在带状注通道的底面设置一个布拉格矩形反射腔，所设置的布拉格矩形反射腔在很宽的频带内具有弱反射特性，可以将传输至第三端口的电磁波功率反射回第二端口处。

在本实施例中，通过设置矩形挡板、匹配窗和布拉格矩形反射腔，使得该装置在很宽的频带内具有优良的电性能，该电性能包括低端口反射、高模式转换效率以及低隔离系数。

进一步的，通过优化布拉格矩形反射腔的宽度w_c和高度h_c等参数，可以获得优良的隔离特性。

在一个实施例中，所述过模过渡波导、所述倾斜分支波导、所述过模输出波导、所述带状注通道以及所述布拉格矩形反射腔的波导宽度w相同。

在本实施例中，过模过渡波导、倾斜分支波导、过模输出波导、带状注通道和布拉格矩形反射腔均具有相同的波导宽度w，利于二维平面加工。

在一个实施例中，所述波导宽度w为n*a，其中，n为TE_n0模的模式指数，a为所述分支波导的宽度。

在本实施例中，过模过渡波导、倾斜分支波导、过模输出波导、带状注通道和布拉格矩形反射腔均具有相同的波导宽度w＝n*a，其中，n为TE_n0模的模式指数，a为分支波导和输入波导的宽度，使得Y形分支波导工作在过模状态。

在一个实施例中，所述输入波导、所述分支波导、所述过模过渡波导以及所述倾斜分支波导的高度h相同。

在本实施例中，输入波导、(2*n-2)个分支波导、过模过渡波导和倾斜分支波导的高度h均相同，从而有利于二维平面加工。

进一步的，带状注通道的高度h_bt和慢波结构中的高度相同，在具体应用中，功率耦合装置与慢波结构连接。

进一步的，倾斜分支波导的高度h大于带状注通道的高度h_bt，可以提高传输系数，有助于电磁波向第二端口传输，从而提高传输系数。

在一个实施例中，所述倾斜分支波导与所述带状注通道之间的接触面为圆角结构。

在一个实施例中，在所述树状结构末端的n个所述分支波导中，相邻分支波导中传输的电磁波的幅度相同，且相位相反。

为了详细说明本实施例中的输入/输出功率耦合装置的结构，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。

实施例1

图1为本申请实施例提供的TE₂₀模输入/输出功率耦合装置的结构示意图，参见图1所示，1表示第一端口；2表示输入波导；3表示匹配窗；4表示H-T接头；5表示矩形挡板；6表示第一分支波导；7表示第二分支波导；8表示过模过渡波导；9表示倾斜分支波导；10表示带状注通道；11表示第三端口；12表示Y形接头；13表示布拉格矩形反射腔；14表示过模输出波导；15表示第二端口。

在一个实施例中，参见图1所示，L₁为电磁波在第1路分支中的传播距离，L₂为电磁波在第2路分支中的传播距离，a为输入波导2的宽度，w为过模过渡波导8的宽度，h为倾斜分支波导的高度，h_bt为带状注通道的高度，r为倾斜分支波导与所述带状注通道之间的接触面为圆角结构的圆角半径，w_c为布拉格矩形反射腔13的宽度，h_c为布拉格矩形反射腔13的高度。

在本实施例中，第一端口1与输入波导2连接，输入波导2上设有匹配窗3，第一分支波导6，第二分支波导7，输入波导2、第一分支波导6和第二分支波导7构成一个H-T接头4，矩形挡板5设于H-T接头4的中心位置处，第一分支波导6和第二分支波导7共接于过模过渡波导8，过模过渡波导8和倾斜分支波导9相连，带状注通道10设于倾斜分支波导9的下方，第三端口11与带状注通道10相连，布拉格矩形反射腔13设于带状注通道10的底面，倾斜分支波导9、过模输出波导14和带状注通道10形成一个Y形接头12。

参见图1所示，图1为一种工作在H波段(220-325GHz)的TE₂₀模输入/输出功率耦合装置。

在一个实施例中，本实施例中的TE₁₀模和TE₂₀模本质区别在于：在宽边方向上，半驻波个数分别为1和2，相邻半驻波的幅度相等，相位刚好相差180°。具体的，通过对L₁和L₂的优化，使得在这两路分支中传输的电磁波具有等幅反相的特性，从而获得TE₂₀模。

在本实施例中，当上述装置作为输入输入功率耦合装置时，TE₁₀模从第一端口1输入，转化为TE₂₀模，在第二端口15输出。带状双注从第三端口11注入，传输至第二端口15，在第二端口15实现注波汇合。

当上述装置作为输出功率耦合装置时，完成互作用后的注波从第二端口15输入，在过模输出波导14处实现注波分离，带状双注通过带状注通道10传输至第三端口11。TE₂₀模通过倾斜分支波导9传输至矩形波导TE₁₀-TE₂₀模矩形波导，最终以TE₁₀模在第一端口1输出。

在具体应用中，本实施例中的输入/输出功率耦合装置的结构参数可以根据用户需要设置，例如，具体的，在一个实施例中，输入波导2的宽度a＝0.864mm，第一路分支中的电磁波传播距离L₁＝6.01mm，第二路分支中的电磁波传播距离L₂＝5.29mm，过模过渡波导8的宽度w＝1.728mm，倾斜分支波导9的高度h＝0.432mm，带状注通道10的高度h_bt＝0.13mm，倾斜分支波导9与所述带状注通道10之间的接触面为圆角结构的圆角半径r＝0.1mm，布拉格矩形反射腔13的宽度w_c＝0.6mm，布拉格矩形反射腔13的高度h_c＝0.5mm。

图2为本实施例提供的输入/输出功率耦合装置的第一端口(端口1)的反射系数S_1(1),1(1)幅频特性曲线，参见图2可知，在243.2-304.2GHz的频率范围内，S_1(1),1(1)小于-15dB，带宽为61.0GHz。

图3为本实施例提供的输入/输出功率耦合装置的TE₂₀模转化传输系数S_2(2),1(1)幅频特性曲线，参见图3可知，在240.0-304.9GHz的频率范围内，传输系数S_2(2),1(1)大于-1dB，带宽为64.9GHz，相对带宽为23.8％。

图4给出了本实施例提供的输入/输出功率耦合装置的隔离系数S_3(2),1(1)幅频特性曲线，参见图4可知，在235.7-304.1GHz的频率范围内，隔离系数S_3(2),1(1)小于-15dB，带宽为68.4GHz。实施例2

在一个实施例中，图5为本申请实施例提供的另一种输入/输出功率耦合装置的结构示意图。具体，参见图5所示,本实施例中的输入/输出功率耦合装置包括：

第一端口1，输入波导2，其中，输入波导2上设有第一匹配窗31；

第一分支波导61，第二分支波导62，输入波导2，其中，输入波导2、第一分支波导61、第二分支波导62构成第一H-T接头41，第一H-T接头41的中心位置处设置有第一矩形挡板51，第一分支波导61上设有第二匹配窗32；

第三分支波导63，第四分支波导64，其中，第一分支波导61、第三分支波导63、第四分支波导64构成第二H-T接头42，位于第二H-T接头42中心位置处设有第二矩形挡板52，第二分支波导62上设有第三匹配窗33；

第五分支波导65，第六分支波导66，第二分支波导62、第五分支波导65、第六分支波导66构成第三H-T接头43，第三H-T接头43中心位置处设有第三矩形挡板53；

具体的，第三分支波导63、第四分支波导64、第五分支波导65、第六分支波导66在末端合并成过模过渡矩形波导8；

倾斜分支波导9，过模输出波导14，带状注通道10，其中，倾斜分支波导9、过模输出波导14以及带状注通道10构成Y形接头12，带状注通道10底面设有布拉格矩形反射腔13；

过模输出波导14，与过模输出波导14连接的第二端口15以及与带状注通道10连接的第三端口11。

参见图5所示，图5为一种工作在H波段(220-325GHz)的TE₄₀模输入/输出功率耦合装置。

在本实施例中，TE₁₀模和TE₄₀模本质区别在于：在宽边方向上，半驻波个数分别为1和4，相邻半驻波的幅度相等，相位刚好相差180°，通过L₁、L₂、L₃和L₄的优化，使得4路分支中的相邻两路具有等幅反相特性，从而获得TE₄₀模。

一个实施例中，当作为输入功率耦合装置时，TE₁₀模从端口1输入，转化为TE₄₀模，在第二端口15输出，带状四注从第三端口11注入，传输至第二端口15，在第二端口15实现注波汇合。

当上述装置作为输出功率耦合装置时，完成互作用后的注波从第二端口15输入，在过模输出波导14处实现注波分离，带状四注通过带状注通道10传输至第三端口11。TE₄₀模通过倾斜分支波导9传输至矩形波导TE₁₀-TE₄₀模矩形波导，最终以TE₁₀模在第一端口1输出。

在具体应用中，本实施例中的输入/输出功率耦合装置的结构参数可以根据用户需要设置，例如，具体的，在一个实施例中，输入波导2的宽度a＝0.864mm,第一分支的电磁波传播距离L₁＝10.67mm,第二分支的电磁波传输距离L₂＝9mm,第三分支的电磁波传输距离L₃＝8.22mm,第四分支的电磁波传输距离L₄＝9.81mm,过模过渡波导8的宽度w＝3.456mm,倾斜分支波导9的高度h＝0.432mm,带状注通道10的高度h_bt＝0.13mm,倾斜分支波导9与所述带状注通道10之间的接触面为圆角结构的圆角半径r＝0.1mm。

图6为本实施例提供的输入/输出功率耦合装置的第一端口的反射系数S_1(1),1(1)幅频特性曲线，由图6可知：在242.8-281.7GHz的频率范围内，S_1(1),1(1)小于-15dB，带宽为38.9GHz。

图7为本实施例提供的输入/输出功率耦合装置的TE₄₀模转化传输系数S_2(4),1(1)幅频特性曲线，由图7可知：在248.5-271.4GHz的频率范围内，TE₄₀模转化传输系数S_2(4),1(1)大于-1dB，带宽为22.9GHz。

图8为本实施例提供的输入/输出功率耦合装置的隔离系数S_3(4),1(1)幅频特性曲线，由图8可知：在全频带范围内，S_3(4),1(1)小于-13.5dB。

本申请提供的输入/输出功率耦合装置中，输入/输出功率耦合装置包括：矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器，用于进行矩形波导TE₁₀-TE_n0的模式变换；过模过渡波导，与矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器连接，用于传输高阶模TE_n0；其中，n＝2^m,m为正整数；倾斜分支波导，用于传输高阶模TE_n0；第三端口，用于注入或者收集带状多注；带状注通道，用于传输带状多注；过模输出波导，分别与倾斜分支波导和带状注通道连接，用于汇合或者分离高阶模TE_n0和带状多注；以及第二端口，用于输出汇合后的注波或者输入完成互作用后的注波，从而兼具了功率耦合和模式变换特性，解决了现有技术中的高阶过模耦合器存在的结构复杂、加工困难的问题。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于高阶过模带状多注器件的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，所述输入/输出功率耦合装置包括：

第一端口；

矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器，与所述第一端口连接，用于进行矩形波导TE₁₀-TE_n0的模式变换；

过模过渡波导，与所述矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器连接，用于传输所述高阶模TE_n0；其中，n＝2^m,m为正整数；

倾斜分支波导，与所述过模过渡波导连接，用于传输所述高阶模TE_n0；

第三端口，用于注入或者收集带状多注；

带状注通道，与所述第三端口连接，用于传输所述带状多注；

过模输出波导，分别与所述倾斜分支波导和所述带状注通道连接，用于汇合或者分离所述高阶模TE_n0和所述带状多注；以及

第二端口，用于输出汇合后的注波或者输入完成互作用后的注波。

2.如权利要求1所述的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，所述矩形波导TE₁₀-TE_n0模式变换器包括：输入波导、(2*n-2)个分支波导；

其中，(2*n-2)个分支波导组成(n-1)个H-T接头，每个H-T接头由3个所述分支波导构成；(n-1)个H-T接头呈树状结构，所述树状结构第一端的分支波导与所述输入波导连接，所述树状结构第二端的n个所述分支波导共接于所述过模过渡波导。

3.如权利要求2所述的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，每个所述H-T接头的中心位置处设有1个矩形挡板。

4.如权利要求3所述的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，每个所述H-T接头中的主分支波导上设有一对匹配窗。

5.如权利要求4所述的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，所述带状注通道的底面设有布拉格矩形反射腔。

6.如权利要求5所述的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，所述过模过渡波导、所述倾斜分支波导、所述过模输出波导、所述带状注通道以及所述布拉格矩形反射腔的波导宽度w相同。

7.如权利要求6所述的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，所述波导宽度w为n*a，其中，n为TE_n0模的模式指数，a为所述分支波导的宽度。

8.如权利要求2所述的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，所述输入波导、所述分支波导、所述过模过渡波导以及所述倾斜分支波导的高度h相同。

9.如权利要求1所述的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，所述倾斜分支波导与所述带状注通道之间的接触面为圆角结构。

10.如权利要求2所述的输入/输出功率耦合装置，其特征在于，在所述树状结构第二端的n个所述分支波导中，相邻的所述分支波导中传输的电磁波的幅度相同，且相位相反。

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