CN103579732A - 一种毫米波高隔离度3dB定向耦合器 - Google Patents

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罗永伦
许亮
辛振宇
陈龙
吴普超
马晓磊
张运
熊先平
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Abstract

本发明公开了一种毫米波高隔离度3dB定向耦合器，包括平行排列的主波导和副波导，所述主波导和副波导在相邻的宽边处连接为一个整体且在连接处设有耦合结构，主波导上的两个端口分别为输入端口、直通端口；副波导上的两个端口分别为耦合端口和隔离端口，所述隔离端口处设有吸波材料。首先，本发明的毫米波高隔离度3dB定向耦合器在主波导和副波导的连接处设置耦合结构，使电磁能量更好地从主波导耦合到副波导；其次，本发明所述毫米波高隔离度3dB定向耦合器将直通端口、耦合端口及隔离端口均设计为直角结构，提高了本发明定向耦合器的耦合度；最后，本发明所述毫米波高隔离度3dB定向耦合器还有频带宽、损耗低、加工简单、安装方便等优点。

Description

一种毫米波高隔离度3dB定向耦合器
技术领域
本发明属于耦合器技术领域，具体涉及一种毫米波高隔离度3dB定向耦合器。
背景技术
定向耦合器是将信号按照一定比例分配的四端口网络。定向耦合器的性能如插损、隔离度、相位平衡度和幅度平衡度等指标将对整个系统的性能产生重要影响，目前常见的定向耦合器是采用微带线或波导的分布参数定向耦合器，腔体波导定向耦合器插损小，幅度平衡度好，但其缺点是频带窄、制作工艺比较复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种幅度与相位平衡度好、隔离度高、制作简单、安装方便、小型化的毫米波高隔离度3dB定向耦合器。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种毫米波高隔离度3dB定向耦合器，包括平行排列的主波导和副波导，所述主波导和副波导在相邻的宽边处连接为一个整体且在连接处设有耦合结构，主波导上的两个端口分别为输入端口、直通端口；副波导上的两个端口分别为耦合端口和隔离端口，所述隔离端口处设有吸波材料。
进一步地，所述耦合结构是指在主波导和副波导的连接处削去若干个长方体后剩余的通孔和立方体柱。
进一步地，所述耦合结构包括五个立方体柱。
进一步地，所述耦合结构采用一次性铣切工艺加工而成。
进一步地，所述主波导和副波导均为BJ-320波导。
进一步地，所述直通端口、耦合端口及隔离端口所在端均为直角结构。
进一步地，所述毫米波高隔离度3dB定向耦合器的制备是通过将其结构分为对称的两部分分别进行加工，然后再组装而成的。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
首先，本发明所述毫米波高隔离度3dB定向耦合器在主波导和副波导的连接处设置耦合结构，使电磁能量更好地从主波导耦合到副波导；
其次，本发明所述毫米波高隔离度3dB定向耦合器将直通端口、耦合端口及隔离端口均设计为直角结构，提高了本申请定向耦合器的耦合度。；
最后，本发明所述毫米波高隔离度3dB定向耦合器还有频带宽，损耗低，加工简单，安装方便等优点，便于推广应用。
附图说明
图1为本发明的毫米波高隔离度3dB定向耦合器的三维结构示意图；
图2为本发明毫米波高隔离度3dB定向耦合器实施例的电磁仿真结果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例中的毫米波高隔离度3dB定向耦合器包括平行排列的主波导1和副波导2，所述主波导1和副波导2在相邻的宽边处连接为一个整体且在连接处设有耦合结构3，耦合结构3的作用在于将输入主波导1中的电磁能量耦合到副波导2中进行输出，耦合结构3是指在主波导1和副波导2的连接处削去若干个长方体后剩余的通孔4和立方体柱5，本实施例中耦合结构3包括五个所述立方体柱5。主波导1上的两个端口分别为输入端口11、直通端口12；副波导2上的两个端口分别为隔离端口21和耦合端口22，所述隔离端口21处设有吸波材料6，吸波材料6可以吸收进入隔离端口21的电磁波，提高直通端口12和耦合端口22的隔离度。
为了保证效果的最优化，最大限度的降低损耗，所述耦合结构3采用一次性铣切工艺加工而成。
本实施例中的主波导1和副波导2均为BJ-320波导。
为了改善毫米波高隔离度3dB定向耦合器的耦合性能，本实施例中的直通端口12、耦合端口22及隔离端口21所在端均为直角结构。
本实施例中的毫米波高隔离度3dB定向耦合器的制备是通过将结构分为对称的两部分分别进行加工，然后再组装而成的。
本实施例中的毫米波高隔离度3dB定向耦合器运用在八毫米频段的电磁仿真结果如图2所示，其中，S11为输入端口11的反射系数，S22为直通端口12的反射系数，S33为耦合端口22的反射系数，S21为输入端口11到直通端口12的传输系数，S31为输入端口11到耦合端口22的传输系数，S32为耦合端口22与直通端口12间的隔离度。
从图2可以看出：在31GHz～35GHz频率范围内，输入端口11的反射系数S11小于-15dB，由传输系数S21、S31可知直通端口12和耦合端口22在该频带内平分由输入端口11馈入的功率，约-3.2dB左右，直通端口12和耦合端口22的隔离度S32在31GHz～35GH频率范围内小于-15dB，在32.5GHz～35GH频率范围内甚至小于-20dB。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种毫米波高隔离度3dB定向耦合器，其特征在于：包括平行排列的主波导和副波导，所述主波导和副波导在相邻的宽边处连接为一个整体且在连接处设有耦合结构，主波导上的两个端口分别为输入端口、直通端口；副波导上的两个端口分别为耦合端口和隔离端口，所述隔离端口处设有吸波材料。
2.根据权利要求1所述的毫米波高隔离度3dB定向耦合器，其特征在于：所述耦合结构是指在主波导和副波导的连接处削去若干个长方体后剩余的通孔和立方体柱。
3.根据权利要求2所述的所述的毫米波高隔离度3dB定向耦合器，其特征在于：所述耦合结构采用一次性铣切工艺加工而成。
4.根据权利要求2或3所述的所述的毫米波高隔离度3dB定向耦合器，其特征在于：所述耦合结构包括五个立方体柱。
5.根据权利要求1所述的毫米波高隔离度3dB定向耦合器，其特征在于：所述主波导和副波导均为BJ-320波导。
6.根据权利要求1所述的所述的毫米波高隔离度3dB定向耦合器，其特征在于：所述直通端口、耦合端口及隔离端口所在端均为直角结构。
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