CN205050976U - 一种宽带高隔离大耦合量扁波导定向耦合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽带高隔离大耦合量扁波导定向耦合器，包括主矩形波导、副矩形波导(扁波导)以及双十字耦合缝；主矩形波导与副矩形波导相互隔离，主矩形波导通过双十字缝隙与副矩形波导联通；双十字缝隙位于主矩形波导和副矩形波导公共壁的对角线上；本实用新型的优点在于结构紧凑、加工简单、带宽宽、隔离度高、耦合量大、幅度一致性高。

Description

一种宽带高隔离大耦合量扁波导定向耦合器

技术领域

本实用新型涉及一种利用矩形波导宽边双十字缝隙进行耦合到扁波导宽边实现宽带宽、高隔离和大耦合量的定向耦合器。

背景技术

定向耦合器是微波***应用广泛的一种微波器件，它的主要作用是将微波能量按一定比例进行功率分配。定向耦合器的耦合方式主要有宽边耦合和窄边耦合两种形式。三端口T型功率分配器使用窄边耦合，四端口定向耦合器使用宽边耦合。因为波导的宽边尺寸比窄边尺寸大，所以一般情况下宽边耦合比窄边耦合更容易实现大的耦合量，特别是在X波段以上的频率，波导尺寸很小，窄边耦合很难实现大耦合量，宽边耦合具有更广泛的应用价值。耦合孔的形式有单孔耦合、多孔耦合和十字孔耦合，可根据实际情况选择合适的耦合孔。

传统的单孔定向耦合器的优点是：结构简单，参数少，设计方便；但是它存在一些缺陷如：带宽窄、方向性差、隔离度差、耦合量小，这些缺陷限制了它的一些应用。

传统的多孔定向耦合器能提高带宽和隔离度，但是其孔的间距为四分之一波导波长，导致主副波导公共宽壁占用的体积大，不适合于波导慢波线的应用。

波导定向耦合器的小耦合量容易实现，大耦合量和高隔离度比较难实现，开多个小孔很难实现大耦合量，需开多个缝隙实现高耦合量，双十字缝隙可以满足大耦合量和高隔离的需要。特别是副波导采用扁波导，非常实用于对尺寸有限制的波导慢波线应用。

发明内容

本实用新型的目的在于克服传统定向耦合器的一些缺点，提供一种紧凑型、隔离度高、频带宽、耦合量大的双十字缝隙扁波导定向耦合器，特别适用于高频波导慢波线的应用。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：设计一种矩形波导定向耦合器，包括作为微波主通道的主矩形波导和作为耦合通道的副矩形波导、以及作为耦合通道的耦合缝隙；其中主矩形波导是由标准的金属波导制成，副矩形波导宽边与主矩形波导宽边尺寸相同，窄边进行压缩制成；主矩形波导的主模H面与副矩形波导的主模H面相交，主矩形波导与副矩形波导相互隔离；主矩形波导通过两个十字耦合缝隙与副波导联通，耦合缝隙位于主矩形波导和副矩形波导的公共壁上且成中心对称。

主矩形波导和副矩形波导宽边相交，相交角度可以为5°到175°。十字缝隙边缘倒有圆弧，两个十字缝隙关于主矩形波导和副矩形波导公共壁的中心对称。十字缝隙可以绕十字缝隙的中心旋转0°到90°。十字缝隙的中心位于主矩形波导和副矩形波导公共壁矩形的对角线上。

单孔定向耦合器在方向性上有相对窄的带宽，因此可设计一系列耦合孔组成一个阵列，若干个阵列还可以叠加起来，由此来综合耦合度和方向性响应。利用小孔的方向性和阵列的方向性在耦合端和隔离端叠加，就可以获得更好的方向性，并且这个额外的自由度还可以提高带宽。因此，为了增加耦合孔的耦合性能，可将耦合孔相连组成耦合缝隙。

基于上述结构，本实用新型相较于以往的单孔和多孔定向耦合器而言其改进点为：将传统的单孔和多孔改进为双十字缝隙，双子十字缝隙旋转一定角度并且位于主副波导公共壁的对角线上，最大限度的扩展缝隙的长度，从而扩大了耦合量。双十字缝隙等效为多个耦合孔，可以提高隔离度，实现高隔离度。调节十字缝隙在主副波导公共壁对角线的位置，可以进一步实现高幅度一致性。

本实用新型的优点在于结构紧凑、加工简单、带宽宽、隔离度高、耦合量大、幅度一致高，满足一定耦合比和隔离度的设计要求。

附图说明

图1为本实用新型中双十字耦合缝位于主副矩形波导公共壁立体图。

图2为本实用新型图1的端视图。

图3为本实用新型实施例一的A-A剖面图。

图4为本实用新型实施例二的A-A剖面图。

图5为本实用新型实施例三的A-A剖面图。

图中标注分别表示为：1、主矩形波导输入端；2、副扁波导耦合端；3主副波导公共壁上的双十字缝隙。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步得详细说明，但本实用新型实施方式不限如此。

实施例一：如图1所示，一种扁波导定向耦合器，包括主矩形波导1、副矩形波导2以及耦合孔3。主矩形1为微波主通道，副矩形波导2为耦合通道；主矩形波导1和副矩形波导2相互隔离，通过两个十字耦合缝联通。如图3所示，主矩形波导1和副矩形波导2相互垂直。十字缝位于主、副矩形波导宽边重和区的对角线上，并且关于重和区域的中心点对称。

实施例二：如图4所示，与实施例一不同的地方就是十字耦合缝旋转了45度，从而可以最大限度扩大了缝隙的长度，一定程度上提高耦合量。

实施例三：如图5所示，与实施例一不同的地方就是主波导1与副波导2不是相互垂直。

Claims (3)

1.一种宽带高隔离大耦合量扁波导定向耦合器，其特征在于：包括作为微波主通道的主矩形波导(1)和作为耦合通道的副矩形波导(2)、以及作为贯穿主矩形波导和副矩形波导的十字耦合缝(3)；所述主矩形波导(1)和副矩形波导(2)均为截面呈矩形的规则金属波导制成，主矩形波导(1)为标准波导，副矩形波导(2)为与主矩形波导(1)宽边尺寸相同的扁波导；主矩形波导(1)的主模H面与副矩形波导(2)的主模H面相交，主矩形波导(1)与副矩形波导(2)相互隔离；主矩形波导(1)通过两个十字耦合缝隙(3)与副矩形波导(2)连通，两十字耦合缝隙(3)位于主矩形波导(1)与副矩形波导(2)的公共壁的对角线上且呈中心对称。

2.根据权利要求1所述的宽带高隔离大耦合量扁波导定向耦合器，其特征在于：所述主矩形波导(1)的轴线和副矩形波导(2)的轴线之间的角度为5°到175°之间。

3.根据权利要求1所述的宽带高隔离大耦合量扁波导定向耦合器，其特征在于：十字缝隙均可以绕各自的中心旋转0°到90°。