CN104810591A - 田字型电桥太赫兹波导定向耦合器 - Google Patents

田字型电桥太赫兹波导定向耦合器 Download PDF

Info

Publication number
CN104810591A
CN104810591A CN201510183139.9A CN201510183139A CN104810591A CN 104810591 A CN104810591 A CN 104810591A CN 201510183139 A CN201510183139 A CN 201510183139A CN 104810591 A CN104810591 A CN 104810591A
Authority
CN
China
Prior art keywords
branch
waveguide
waveguides
directional coupler
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510183139.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104810591B (zh
Inventor
黄昆
钟伟
徐利民
林海川
安健飞
沈川
陆彬
邓贤进
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Electronic Engineering of CAEP
Original Assignee
Institute of Electronic Engineering of CAEP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Electronic Engineering of CAEP filed Critical Institute of Electronic Engineering of CAEP
Priority to CN201510183139.9A priority Critical patent/CN104810591B/zh
Publication of CN104810591A publication Critical patent/CN104810591A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104810591B publication Critical patent/CN104810591B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了田字型电桥太赫兹波导定向耦合器，其特征在于：包括两条主波导和四条分支波导，四条分支波导由三条纵向的分支波导和一条横向的分支波导组成，三条纵向的分支波导同向设置，横向的分支波导贯通三条纵向的分支波导；两主波导分别位于三条纵向波导的两端，两主波导与四条分支波导形成田字型结构；本发明与同性能的定向耦合器相比，可加工性大大提高；在相同加工工艺水平的限制下，采用本发明的田字形结构可加工出耦合度更高的定向耦合器。

Description

田字型电桥太赫兹波导定向耦合器
技术领域
本发明涉及太赫兹电路单元组件，具体是田字型电桥太赫兹波导定向耦合器。
技术背景
传统微波毫米波频段电路波导定向耦合器使用的是经典分支线波导电桥结构，它是一种常用的能够在比较宽的频带内实现紧耦合的正交混合电桥。
如图1所示，它主要由输入端（端口1）、直通端（端口2）、耦合端（端口3）以及隔离端（端口4）共四个端口组成，其中直通端以及耦合端共四个端口组成，其中直通端和耦合端作为输出口，且两输出信号存在90°的相位差。其工作原理为：信号从端口1输入并一分为二传输到端口2和端口3，端口4被隔离。如果端口2和端口3接匹配放大器，则端口2和端口3的输出信号被放大器放大后输出；如果端口2和端口3与外接放大器不完全匹配时，在端口2 、3就有被反射回来的反射波，而反射波在端口4上被匹配负载吸收，由于两个输出端口具有90°相位差，这样两个反射波在端口1上由于具有180°相位差而被抵消。其耦合度与耦合孔的宽度有关，简单的来说，耦合孔越窄耦合过去的能量越少。
然而，随着频率的升高，尤其到了太赫兹频段后，波导波长进入微米量级，其分支线宽度将更窄，传统机械加工工艺基本无法加工，甚至连新型的微米量级的微机电MEMS加工工艺都难以加工。以340GHz的10dB波导分支线定向耦合器为例，图2给出了该结构的俯视平面图，三个分支线宽度仅为S1=30μm，S2=40μm，S3=45μm。
发明内容
本发明是在分支线定向耦合器模型的基础上进行改进，移除了分支线电桥中最外部两条最窄的分支线，加入一横向贯通中间三路分支线的波导，使其构成一个田字型结构。其耦合原理为在中间通路内进行了二次耦合，使其在耦合缝隙较宽的情况下达到了与之前窄缝所达到的同样效果。
本发明的技术方案如下：
田字型电桥太赫兹波导定向耦合器，其特征在于：包括两条主波导和四条分支波导，四条分支波导由三条纵向的分支波导和一条横向的分支波导组成，三条纵向的分支波导同向设置，横向的分支波导贯通三条纵向的分支波导；两主波导分别位于三条纵向的分支波导的两端，两主波导与四条分支波导形成田字型结构。
所述三条纵向分支波导平行设置，端面均齐平与主波导连接。
分支波导之间的横向和纵向距离依据所需指标计算确定。
本发明的耦合原理相当于在中间通路内进行了二次耦合，使其在耦合缝隙较宽的情况下达到了与之前窄缝所达到的同样效果。
本发明的有益效果如下：
1、本发明与同性能的定向耦合器相比，可加工性大大提高；
2、在相同加工工艺水平的限制下，采用本发明的田字形结构可加工出耦合度更高的定向耦合器。
附图说明
图1为传统的分支线耦合器的结构示意图；
图2为传统的波导五分支线定向耦合器俯视平面结构图；
图3为采用340GHz的10dB经典分支线定向耦合器结构示意图；
图4为实施例1中340GHz的10dB新型田字型定向耦合器结构示意图；
图5为经典分支线定向耦合器性能示意图；
图6为本发明的性能示意图；
图7为本发明的另一种结构示意图；
图8为本发明的三维模型示意图。
其中，附图标记为：1主波导，2纵向的分支波导，3横向的分支波导。
具体实施方式
以340GHz的10dB波导定向耦合器为例，图3给出了340GHz的10dB经典分支线定向耦合器结构；图4给出了340GHz的10dB新型田字型定向耦合器结构，包括两条主波导1和四条分支波导，四条分支波导由三条纵向的分支波导2和一条横向的分支波导3组成，三条纵向的分支波导2同向设置，横向的分支波导3贯通三条纵向的分支波导2；两主波导1分别位于三条纵向的分支波导2的两端，两主波导1与四条分支波导形成田字型结构。所述三条纵向分支波导2平行设置，端面均齐平，并且与主波导1连接。
新型田字型定向耦合器的三个分支线宽度分别为S1=62μm，S2=62μm，S3=68μm。对比两种结构的参数可以发现，五分支线定向耦合器中最窄的分支线宽度只有30μm，而田字型定向耦合器中最窄的波导有62μm，因此加工可行性明显提升一倍多，并且同时能保持优良的性能。
图5-6给出了两种定向耦合器的性能图。对比两种结构的性能发现，两者性能基本接近。这两种波导定向耦合器都在[320GHz,360GHz]范围内，获得了耦合度为10dB，直通输出分配损耗为0.46dB，耦合输出分配损耗为10dB，输出端口隔离度优于30dB，各端口回波损耗优于30dB的优良性能。
对比设计340GHz的10dB波导定向耦合器应用的两种结构，在同时能保持优良性能的情况下，图3所示的五分支线定向耦合器中最窄的分支线宽度只有30μm，而图4所示的田字型定向耦合器中最窄的波导有62μm，因此加工可行性明显提升一倍多。反之亦可说明，在同等的加工工艺水平限制下，使用新型的田字型结构可以设计出耦合度更高的定向耦合器，如图7、8所示。

Claims (2)

1.田字型电桥太赫兹波导定向耦合器，其特征在于：包括两条主波导（1）和四条分支波导，四条分支波导由三条纵向的分支波导（2）和一条横向的分支波导（3）组成，三条纵向的分支波导（2）同向设置，横向的分支波导（3）贯通三条纵向的分支波导（2）；两主波导（1）分别位于三条纵向的分支波导（2）的两端，两主波导（1）与四条分支波导形成田字型结构。
2.根据权利要求1所述的田字型电桥太赫兹波导定向耦合器，其特征在于：所述三条纵向的分支波导（2）平行设置，端面均齐平与主波导（1）连接。
CN201510183139.9A 2015-04-17 2015-04-17 田字型电桥太赫兹波导定向耦合器 Active CN104810591B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510183139.9A CN104810591B (zh) 2015-04-17 2015-04-17 田字型电桥太赫兹波导定向耦合器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510183139.9A CN104810591B (zh) 2015-04-17 2015-04-17 田字型电桥太赫兹波导定向耦合器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104810591A true CN104810591A (zh) 2015-07-29
CN104810591B CN104810591B (zh) 2017-06-16

Family

ID=53695230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510183139.9A Active CN104810591B (zh) 2015-04-17 2015-04-17 田字型电桥太赫兹波导定向耦合器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104810591B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105390783A (zh) * 2015-08-31 2016-03-09 电子科技大学 一种适用于太赫兹波段的镜频抑制混频器结构
CN105846037A (zh) * 2015-11-23 2016-08-10 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种基于机加实现的太赫兹功分器设计方法
CN114552158A (zh) * 2022-04-26 2022-05-27 四川太赫兹通信有限公司 一种基于新型分支波导结构的e面分支波导定向耦合器
CN114843734A (zh) * 2022-04-11 2022-08-02 重庆邮电大学 一种太赫兹波导定向耦合器
CN118399051A (zh) * 2024-06-28 2024-07-26 成都市拾益同创微波科技有限公司 一种同相宽带三路合成耦合组件

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204516880U (zh) * 2015-04-17 2015-07-29 中国工程物理研究院电子工程研究所 田字型电桥太赫兹波导定向耦合器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204516880U (zh) * 2015-04-17 2015-07-29 中国工程物理研究院电子工程研究所 田字型电桥太赫兹波导定向耦合器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周扬帆: "太赫兹E面分支波导定向耦合器研究", 《微波学报》 *
周扬帆: "高性能太赫兹无源器件研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *
黄昆: "太赫兹功分/合成器研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105390783A (zh) * 2015-08-31 2016-03-09 电子科技大学 一种适用于太赫兹波段的镜频抑制混频器结构
CN105846037A (zh) * 2015-11-23 2016-08-10 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种基于机加实现的太赫兹功分器设计方法
CN114843734A (zh) * 2022-04-11 2022-08-02 重庆邮电大学 一种太赫兹波导定向耦合器
CN114552158A (zh) * 2022-04-26 2022-05-27 四川太赫兹通信有限公司 一种基于新型分支波导结构的e面分支波导定向耦合器
CN114552158B (zh) * 2022-04-26 2022-07-01 四川太赫兹通信有限公司 一种基于新型分支波导结构的e面分支波导定向耦合器
CN118399051A (zh) * 2024-06-28 2024-07-26 成都市拾益同创微波科技有限公司 一种同相宽带三路合成耦合组件

Also Published As

Publication number Publication date
CN104810591B (zh) 2017-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104810591A (zh) 田字型电桥太赫兹波导定向耦合器
CN204516880U (zh) 田字型电桥太赫兹波导定向耦合器
EP3224900B1 (en) Millimeter wave dual-mode diplexer and method
CN108649308B (zh) 一种改进型太赫兹分支波导耦合器
CN103531874B (zh) 双通带巴伦滤波器
CN103762408B (zh) 一种端口无交叉的微带混合环
KR101311791B1 (ko) 결함 접지 구조를 이용한 발룬 회로
CN105977598B (zh) 集成高次谐波抑制和宽带带通滤波功能的耦合线功分器
CN102290628A (zh) 一种紧凑型四路功率分配合成结构
CN102956948A (zh) 一种新型超宽带威尔金森功分器
CN105826643A (zh) 基于半模基片集成波导的紧凑型六端口电路
CN103107403B (zh) 加载型功分器
CN104659450A (zh) 一种基于十字型谐振器的宽带差分带通滤波器
CN106410354B (zh) 一种q波段隔板型正交模耦合器
CN104218295A (zh) 一种波导环形电桥
CN104022318A (zh) 带宽和工作频率独立可控的多层双模双通带巴伦滤波器
CN106797064A (zh) 微带多工器
CN206585050U (zh) 一种v波段宽带波导分支定向耦合器
US8174338B2 (en) Impedance transforming hybrid coupler
CN105489980A (zh) 高隔离度低通带通三工器
CN112838840A (zh) 一种具有宽带深隔离度的宽带等功率分配/合成电路拓扑
CN107910627B (zh) H面裂缝波导太赫兹定向耦合器
CN203085725U (zh) 六端口e面波导功率分配器
RU96291U1 (ru) Широкополосный направленный ответвитель
CN204706621U (zh) 小型化微带耦合器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant