CN116544645A - 太赫兹波导定向耦合器、电路结构及电子设备 - Google Patents

太赫兹波导定向耦合器、电路结构及电子设备 Download PDF

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CN116544645A
CN116544645A CN202310383090.6A CN202310383090A CN116544645A CN 116544645 A CN116544645 A CN 116544645A CN 202310383090 A CN202310383090 A CN 202310383090A CN 116544645 A CN116544645 A CN 116544645A
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张波
牛中乾
袁军
尹千里
张云珂
邵嘉妤
苏一洪
支炜
杨骑东
孙明伟
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers

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Abstract

本申请公开一种太赫兹波导定向耦合器、电路结构及电子设备,涉及太赫兹通信技术领域。所述太赫兹波导定向耦合器包括主波导、耦合波导以及多个分支波导,所述多个分支波导间隔排布于所述主波导与所述耦合波导间,所述主波导与所述耦合波导通过所述分支波导连通;在所述主波导与所述分支波导的连接处,以及所述耦合波导与所述分支波导的连接处中,至少部分通过弧形引导面过渡,所述弧形引导面朝向所述太赫兹波导定向耦合器内部凸出设置。上述方案能够降低倍频器的受损风险。

Description

太赫兹波导定向耦合器、电路结构及电子设备
技术领域
本申请涉及太赫兹通信技术领域,尤其涉及一种太赫兹波导定向耦合器、电路结构及电子设备。
背景技术
太赫兹波(Terahertz Wave,THz)亦被称为太赫兹射线,该频带包含了频率从0.1THz到10THz的电磁波,其对应的波长范围为0.03mm到3mm,适用于电磁辐射的毫米波波段的高频边缘和低频率的远红外光谱带边缘之间的频率。
定向耦合器是用于功率分配的四端口无源元件,在电子对抗、通信系统、雷达系统以及测试测量仪器中有着不可缺少的作用,主要用于合成和分配功率、扩大功率量程、监视功率和频谱等。
随着毫米波太赫兹固态电路技术的不断成熟,太赫兹倍频器的本振驱动功率也达到了瓦级,单个倍频器无法承受这么高的功率,为了进一步提高太赫兹信号的输出功率,功率分配/合成电路也开始慢慢发展。然而在实践中,伴随着驱动功率的上升,功率分配/合成电路中的倍频器存在较高的受损风险。
发明内容
本申请实施例提供一种太赫兹波导定向耦合器、电路结构及电子设备,能够降低倍频器的受损风险。
为了解决上述问题,本申请实施例采用下述技术方案:
第一方面,本申请实施例提供一种太赫兹波导定向耦合器,包括主波导、耦合波导以及多个分支波导,所述多个分支波导间隔排布于所述主波导与所述耦合波导间,所述主波导与所述耦合波导通过所述分支波导连通;
在所述主波导与所述分支波导的连接处,以及所述耦合波导与所述分支波导的连接处中,至少部分通过弧形引导面过渡,所述弧形引导面朝向所述太赫兹波导定向耦合器内部凸出设置。
在一些实施例中,所述太赫兹波导定向耦合器相对于其第一轴线对称设置,所述第一轴线为所述太赫兹波导定向耦合器长度方向上的轴线;和/或,所述太赫兹波导定向耦合器相对于其第二轴线对称设置,所述第二轴线为所述太赫兹波导定向耦合器宽度方向上的轴线。
在一些实施例中,沿所述第一轴线,且由所述第二轴线至所述太赫兹波导定向耦合器两端的方向上,所述分支波导的宽度逐渐减小。
在一些实施例中,所述弧形引导面的半径为R,满足0.03mm≤R≤0.07mm。
在一些实施例中,所述太赫兹波导定向耦合器具有信号隔离端,所以太赫兹波导定向耦合器还包括太赫兹波吸收体,所述太赫兹波吸收体设于所述耦合波导内邻近所述信号隔离端的区域。
在一些实施例中,所述弧形引导面中包括第一弧形引导面,所述第一弧形引导面设于靠近所述信号隔离端的所述分支波导与所述耦合波导的连接处,所述太赫兹波吸收体与第一弧形引导面的间距大于3λ0,其中,λ0为自由空间中电磁波的波长。
在一些实施例中,所述太赫兹波吸收体为石墨烯与氮化硼复合材料或负载有MXene材料的多孔载体。
第二方面,本申请实施例提供一种太赫兹功率分配电路结构,包括第一定向耦合模块和太赫兹倍频器,所述太赫兹倍频器设于所述第一定向耦合模块分出的并联支路上,其中,所述第一定向耦合模块包括本申请实施例第一方面所述的太赫兹波导定向耦合器。
第三方面,本申请实施例提供一种太赫兹功率合成电路结构,包括第二定向耦合模块和太赫兹倍频器,所述太赫兹倍频器设于经由所述第二定向耦合模块合并的并联支路上,其中,所述第二定向耦合模块包括本申请实施例第一方面所述的太赫兹波导定向耦合器。
第四方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括本申请实施例第二方面所述的太赫兹功率分配电路结构,和/或本申请实施例第三方面所述的太赫兹功率合成电路结构。
本申请实施例采用的技术方案能够达到以下有益效果:
在本申请实施例公开的太赫兹波导定向耦合器中,通过设置弧形引导面,弧形引导面对太赫兹波实现了微扰,可使太赫兹波在内部实现平缓传输,而避免在传输过程中出现突变,不仅提升了太赫兹波导定向耦合器的耦合性能,还能够提升信号直通输出端与信号耦合输出端间的隔离度,于是,在将申请实施例的太赫兹波导定向耦合器应用在太赫兹功率分配/合成电路中时,能够减弱不同支路的信号之间的干扰,同时还能够确保不同支路的信号功率较为均匀分配,从而实现降低倍频器受损的风险。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
在附图中:
图1为本申请第一实施例公开的太赫兹波导定向耦合器的结构示意图;
图2为本申请第一实施例公开的太赫兹波导定向耦合器的主视图;
图3为本申请第二实施例公开的太赫兹波导定向耦合器的主视图;
图4为本申请第三实施例公开的太赫兹功率分配电路结构以及太赫兹功率合成电路结构的示意框图;
图5为本申请第四实施例公开的太赫兹功率分配电路结构以及太赫兹功率合成电路结构的示意框图;
图6为本申请一些实施例公开的太赫兹波导定向耦合器的仿真结果图。
附图标记说明:
10-第一定向耦合模块、20-第二定向耦合模块、30-太赫兹倍频器、40-驱动放大器、
100-太赫兹波导定向耦合器、
110-主波导、111-信号输入端、112-信号直通输出端、120-耦合波导、121-耦合信号输出端、122-信号隔离端、130-分支波导、140-弧形引导面、140a-第一弧形引导面、150-太赫兹波吸收体。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
以下结合附图,详细说明本申请各个实施例公开的技术方案。
在相关技术中,为了提高太赫兹信号的输出功率,功率分配/合成电路得到了发展。但是在实践中,相关的功率分配/合成电路中倍频器存在较高的故障率,易导致电路失效。
经过研究,发明人发现,上述问题主要是由于相关电路中的隔离度不足所导致的。具体而言,在相关的功率分配/合成电路中,由于隔离部不足,其不同支路的信号会相互干扰,在同时提升太赫兹信号的输出功率的情况下,一支路信号可能会以极大功率进入另一支路,从而损伤另一支路的倍频器。
对此,本申请的一些实施例提供一种太赫兹波导定向耦合器,来降低倍频器受损的风险。
请参见图1~图6,本申请实施例公开的太赫兹波导定向耦合器100包括主波导110、耦合波导120以及多个分支波导130,多个分支波导130间隔排布于主波导110与耦合波导120间,主波导110与耦合波导120通过分支波导130连通;在主波导110与分支波导130的连接处,以及耦合波导120与分支波导130的连接处中,至少部分通过弧形引导面140过渡,弧形引导面140朝向太赫兹波导定向耦合器100内部凸出设置。
可以理解,太赫兹波导定向耦合器100能够实现功率分配或合成,其可用于太赫兹功率分配电路或太赫兹功率合成电路。
太赫兹波导定向耦合器100具有信号输入端111、信号直通输出端112、信号耦合输出端121和信号隔离端122,在具体的工作过程中,太赫兹波经由信号输入端111进入太赫兹波导定向耦合器100,一部分太赫兹波在主波导110内传输,并由信号直通输出端112输出,一部分太赫兹波通过分支波导130进入耦合波导120内,并由信号耦合输出端121输出;信号隔离端122处于隔离状态,太赫兹波不通过。
由于分支波导130存在多个,因此,太赫兹波在主波导110内传输的过程中,可依次经由不同的分支波导130分流出部分太赫兹波进入耦合波导120,从不同分支波导130进入耦合波导120内的太赫兹波的集合以及传输至信号直通输出端112的太赫兹波则实现了太赫兹波功率分配的目的。当然,太赫兹波导定向耦合器100可以反向使用,即可将两个支路的太赫兹波实现合路,从而实现太赫兹波功率合成的目的。
在本申请的实施例中,未限制弧形引导面140的布局情况,如图1所示,在主波导110与分支波导130的连接处,以及耦合波导120与分支波导130的连接处中均通过该弧形引导面140实现过渡;当然,弧形引导面140也可仅设于上述部分的连接处。
在相关的太赫兹波导定向耦合器100技术中,分支波导130的截面呈矩形,也即主波导110和耦合波导120分别与分支波导130的连接处呈直角夹角,如此,当太赫兹波传输至连接处,呈直角夹角的连接处会对太赫兹波产生一定的阻碍,减少了太赫兹波在主波导110与耦合波导120间经由分支波导130实现分配或合成的传输量,从而导致太赫兹波导定向耦合器100的耦合性能不足。
在本申请的实施例中,弧形引导面140朝向太赫兹波导定向耦合器100内的电磁波传输通道凸出设置,以便于太赫兹波在弧形引导面140处实现平缓传输,避免内凹设置导致太赫兹波传输出现突变。具体可参见图1,在部分太赫兹波由主波导110进入耦合波导120的过程中,弧形引导面140对太赫兹波实现了微扰,太赫兹波可顺着弧形引导面140实现传输,可参考图1中的虚线箭头进行示意,而不会受到如相关技术中的直角夹角结构的阻碍。
可见,基于本申请实施例的弧形引导面140,更利于实现主波导110与耦合波导120间通过分支波导130进行太赫兹波的传输,从而确保在太赫兹分配和/或合成电路中,太赫兹波在主波导110和耦合波导120内实现较为均匀的分布,从而优化了太赫兹波导定向耦合器100的耦合性能。
如图6所示,其示出了本申请实施例的太赫兹波导定向耦合器100的仿真结果,图中,S11表示信号输出端的回波损耗,S23表示信号直通输出端112与信号耦合输出端121间的隔离度,在370GHz~430GHz的频段范围内,S11和S23均显著低于20db,性能优良;且值得注意的是,在本申请实施例中,S11和S23在不同频段中,其数值均较为平稳地维持在优良区间,说明了本申请实施例的太赫兹波导定向耦合器100在不同频段均具备优良的S参数性能,而这也是基于弧形引导面140使太赫兹波平缓传输而实现的。
在对太赫兹波导定向耦合器100进行设计时,可通过现有的分析法实现推导,具体可基于奇偶模分析法,结合利用传输线、并联开路线、并联短路线、圆角结构的ABCD矩阵,可得到本申请实施例公开的太赫兹波导定向耦合器100的ABCD矩阵,以图1和图2示出的实施例为例,该实施例中,多个分支波导130相对于第二轴线O2对称分布,该ABCD矩阵为:
即,
式中,j为虚数,k=(l1+R)/l1;p=tanθ/2;θ为太赫兹波导定向耦合器100的电长度,且l分别对应w1,w2,w3,w4,R;λ0为自由空间中电磁波的波长(在一些实施例中,特指太赫兹波的波长);a为主波导110的长度;l1为主波导110的宽度。
上述ABCD矩阵与太赫兹波导定向耦合器100的S参数相关联,从而可通过调节R的取值、以及R与w1、w2、w3和w4(即分支波导130的宽度)来调节太赫兹波导定向耦合器100的S参数,特别是S23。
基于前述分析可知,相较于相关技术,本申请实施例的太赫兹波导定向耦合器100通过设置弧形引导面140,弧形引导面140对太赫兹波实现了微扰,可使太赫兹波在内部实现平缓传输,而避免在传输过程中出现突变,不仅提升了太赫兹波导定向耦合器100的耦合性能,还能够提升信号直通输出端112与信号耦合输出端121间的隔离度,于是,在将申请实施例的太赫兹波导定向耦合器100应用在太赫兹功率分配/合成电路中时,能够减弱不同支路的信号之间的干扰,同时还能够确保不同支路的信号功率较为均匀分配,从而实现降低倍频器受损的风险。
为了便于示出结构间的布局关系以及相关方位关系,本申请实施例的附图中构建了空间坐标系,但其并非对本申请实施例中的结构布局以及方位关系进行限制。例如,如图1和图2所示,太赫兹波导定向耦合器100的长度方向位于X轴方向,即第一轴线O1大致沿X轴分布;太赫兹波导定向耦合器100的宽度方向位于Y轴方向,即第二轴线O2大致沿Y轴分布;太赫兹波导定向耦合器100的厚度方向位于Z轴方向。
本申请的实施例未限制太赫兹波导定向耦合器100的具体类型,其可以为3db定向电桥,但不限于此。
如图1和图2所示,在一些实施例中,太赫兹波导定向耦合器100相对于其第一轴线O1对称设置,第一轴线O1为太赫兹波导定向耦合器100长度方向上的轴线;和/或,太赫兹波导定向耦合器100相对于其第二轴线对称设置,第二轴线为太赫兹波导定向耦合器100宽度方向上的轴线。
可以理解,本申请实施例太赫兹波导定向耦合器100可以第一轴线O1或第二轴线O2实现上述对称设置,也可同时以第一轴线O1和第二轴线O2进行对称设置。
在对称布置的布局下,太赫兹波导定向耦合器100对太赫兹波的分配以及合成效果更为均衡,有利于提升其耦合性能。同时,对称布置的布局特点使得太赫兹波导定向耦合器100内对称分布有弧形引导面140,如此可使太赫兹波在太赫兹波导定向耦合器100内受到的微扰作用更为均衡,始终确保太赫兹波平缓传输,从而提升隔离度,并进一步确保隔离度平稳地维持在优良区间内。
如图3所示,在一些实施例中,沿第一轴线O1,且由第二轴线O2至太赫兹波导定向耦合器100两端的方向上,分支波导130的宽度逐渐减小。可以理解,如此布局下,当太赫兹波从信号输入端111进入太赫兹波导定向耦合器100内,太赫兹波沿主波导110的延伸方向,由于w1、w2、w3和w4逐渐增大,则在太赫兹波分流至耦合波导120的过程中,经由分支波导130传输至耦合波导120内的太赫兹波会逐渐增大,如此可避免太赫兹波在初始传输阶段以较大突变的传输量(例如过大或过小)传输至耦合波导120,影响太赫兹波平缓传输的状态;在主波导110的太赫兹波传输经过位于中间的分支波导130后,由于w4、w3、w2和w1逐渐减小,则在主波导110内传输的太赫兹波会以逐渐减小的传输量分流至耦合波导120内,从而避免太赫兹波在传输阶段后段以较大突变的传输量(例如过大或过小)传输至耦合波导120,影响太赫兹波平缓传输的状态。
上述结构布局能够强化太赫兹波在太赫兹波导定向耦合器100的平缓传输,从而优化其耦合性能。
如图2所示,在一些实施例中,弧形引导面140的半径为R,满足0.03mm≤R≤0.07mm。优选地,R可设为0.03mm、0.035mm、0.04mm、0.05mm、0.058mm、0.06mm、0.066mm、0.07mm等。在该取值范围内,太赫兹波导定向耦合器100包括S23在内的S参数可得到优化。
当然,太赫兹波导定向耦合器100其他的尺寸可根据前述推导结果,基于实际工况进行验证取值,并设定较优取值范围。
如图3所示,在一些实施例中,太赫兹波导定向耦合器100具有信号隔离端122,太赫兹波导定向耦合器100还包括太赫兹波吸收体150,太赫兹波吸收体150设于耦合波导120内邻近信号隔离端122的区域。
可以理解,在相关技术中,由于太赫兹波导定向耦合器100的信号隔离端122无法合理匹配,其各端口驻波性能较差,如此会导致倍频器自激,从而影响倍频器的工作性能。
在该实施例中,通过太赫兹波吸收体150对信号隔离端122的太赫兹波进行吸收,使得信号隔离端122实现合理匹配,从而优化各端口的驻波性能,以避免倍频器发生自激,确保其以较优性能运行。
在进一步的实施例中,弧形引导面140中包括第一弧形引导面140a,第一弧形引导面140a设于靠近信号隔离端122的分支波导130与耦合波导120的连接处,太赫兹波吸收体150与第一弧形引导面140a的间距大于3λ0,其中,λ0为自由空间中电磁波的波长。
可以理解,如此布局下,太赫兹波吸收体150不会距离分支波导130与耦合波导120的连接处过近,避免了太赫兹波吸收体150过量吸收太赫兹波,从而确保有足量的太赫兹波传输至耦合波导120,即确保了太赫兹波导定向耦合器100具有较优的耦合性能。其次,太赫兹波吸收体150与第一弧形引导面140a的间距大于3的情况下,能够减小太赫兹波吸收体150对上述连接处的太赫兹波的扰动,确保太赫兹波维持平缓传输的状态,以优化太赫兹波导定向耦合器100的S参数。
在本申请实施例中,太赫兹波吸收体150具有多种类型,例如太赫兹吸收器或太赫兹吸波材料。具体地,太赫兹波吸收体150可以为石墨烯与氮化硼复合材料或负载有MXene材料的多孔载体。
其中,MXene材料可以优选纳米片结构,多孔载体可以优选多孔聚合物,示例行的,可以采用聚氨酯海绵、聚酰亚胺、聚丙烯等多孔聚合物;优选多孔载体的孔径为≥300μm,更优选地,多孔载体的孔径为≥500μm;优选多孔载体的孔隙率85%,优选多孔载体的密度为0.02~0.056g/cm3,优选负载的MXene材料质量小于多孔载体质量的50%;优选地,MXene材料以包覆、成膜和悬挂形态附着于多孔载体上。
MXene材料是一类二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物,MXene纳米片由其前驱物MAX相通过刻蚀剥离得到,MXene材料包括但不限于Ti3C2Tx、Nb2CTx、Mo2TiC2Tx、Nb4C3Tx、Mo2Ti2C3Tx、V2CTx、Ti2CTx、Ti3CNTx等,其中Tx代表表面官能团,如:-OH、-F、-O等;所述MXene材料可以采用纳米片单片横向长度为0.05~30μm,厚度为3~20nm,电导率≥5000S/cm的MXene材料;对于太赫兹波吸收材料,需要尽量降低表面反射和提高内部电磁波损耗,(1)当太赫兹波入射到太赫兹吸收泡沫的表面,由于泡沫本身的大孔结构(孔径大小为300μm~3mm,平均孔径≥500μm),其电磁参数近似等于空气的电磁参数,太赫兹波因而几乎无反射地直接进入泡沫内部;(2)在吸收泡沫的内部,由于存在大小不一的孔径,MXene纳米片在泡沫骨架网络上自发构成的三种不同形态(包覆形态、成膜形态和悬挂形态),这三种不同形态的MXene纳米片对入射的太赫兹波提供了大量的反射和散射,极大地增加了太赫兹波在吸收材料内部的传输路径;与此同时,成膜形态和悬挂形态的MXene纳米膜极大地提高了材料的吸收面积;更重要的是,由于MXene纳米片极高的电导率(电导率可达5000S/cm以上),对太赫兹波的电损耗非常大,因此在泡沫内部对太赫兹波产生了很强的吸收,吸收率达到99.99%以上,反射率低至0.00003%。故,在太赫兹波导定向耦合器100中,当太赫兹波进入到信号隔离端122时,太赫兹波被MXene不断地反射和吸收,最终被完全吸收,使信号隔离端122在太赫兹波导定向耦合器100中实现合理匹配,提升各端口的驻波性能。
请参见图1~图6,本申请的一些实施例提供一种太赫兹功率分配电路结构,其特征在于,包括第一定向耦合模块10和太赫兹倍频器30,太赫兹倍频器30设于第一定向耦合模块10分出的并联支路上,其中,第一定向耦合模块10包括至少一个前述任一方案提及的太赫兹波导定向耦合器100。
其中,第一定向耦合模块10可包括多个太赫兹波导定向耦合器100,这些太赫兹波导定向耦合器100可通过级联方式实现连接。
在太赫兹波导定向耦合器100级联层级较多的情况下,各支路上的倍频器分配的功率较低,难以保证其工作性能。对此,如图4和图5所示,太赫兹功率分配电路结构还包括驱动放大器40,其用于放大驱动信号,其功能包括实现信号功能的增大等,如此,太赫兹波可通过驱动放大器40对太赫兹波信号实现放大,以使支路上倍频器分配的功率不至于过小,从而确保倍频器以较优性能运行。
请参见图1~图6,本申请的一些实施例提供一种太赫兹功率合成电路结构,其特征在于,包括第二定向耦合模块20和太赫兹倍频器30,太赫兹倍频器30设于经由第二定向耦合模块20合并的并联支路上,其中,第二定向耦合模块20包括至少一个前述任一方案提及的太赫兹波导定向耦合器100。
其中,第二定向耦合模块20可包括多个太赫兹波导定向耦合器100,这些太赫兹波导定向耦合器100可通过级联方式实现连接。
本申请的一些实施例还提供一种电子设备,包括前述的太赫兹功率分配电路结构,和/或前述的太赫兹功率合成电路结构。如此,就使该电子设备具备了前述太赫兹波导定向耦合器100的有益效果,在此不再赘述。
本申请实施例的电子设备可以是半导体器件/设备、辐射源装置、探测仪器等。本申请实施例对电子设备的种类不做限制,优选为太赫兹频段的相关设备。
本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种太赫兹波导定向耦合器,其特征在于,包括主波导(110)、耦合波导(120)以及多个分支波导(130),所述多个分支波导(130)间隔排布于所述主波导(110)与所述耦合波导(120)间,所述主波导(110)与所述耦合波导(120)通过所述分支波导(130)连通;
在所述主波导(110)与所述分支波导(130)的连接处,以及所述耦合波导(120)与所述分支波导(130)的连接处中,至少部分通过弧形引导面(140)过渡,所述弧形引导面(140)朝向所述太赫兹波导定向耦合器(100)内部凸出设置。
2.根据权利要求1所述的太赫兹波导定向耦合器,其特征在于,所述太赫兹波导定向耦合器(100)相对于其第一轴线对称设置,所述第一轴线为所述太赫兹波导定向耦合器(100)长度方向上的轴线;和/或,所述太赫兹波导定向耦合器(100)相对于其第二轴线对称设置,所述第二轴线为所述太赫兹波导定向耦合器(100)宽度方向上的轴线。
3.根据权利要求2所述的太赫兹波导定向耦合器,其特征在于,沿所述第一轴线,且由所述第二轴线至所述太赫兹波导定向耦合器(100)两端的方向上,所述分支波导(130)的宽度逐渐减小。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的太赫兹波导定向耦合器,其特征在于,所述弧形引导面(140)的半径为R,满足0.03mm≤R≤0.07mm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的太赫兹波导定向耦合器,其特征在于,所述太赫兹波导定向耦合器(100)具有信号隔离端(122),所以太赫兹波导定向耦合器(100)还包括太赫兹波吸收体(150),所述太赫兹波吸收体(150)设于所述耦合波导(120)内邻近所述信号隔离端(122)的区域。
6.根据权利要求5所述的太赫兹波导定向耦合器,其特征在于,所述弧形引导面(140)中包括第一弧形引导面(140a),所述第一弧形引导面(140a)设于靠近所述信号隔离端(122)的所述分支波导(130)与所述耦合波导(120)的连接处,所述太赫兹波吸收体(150)与第一弧形引导面(140a)的间距大于3λ0,其中,λ0为自由空间中电磁波的波长。
7.根据权利要求5所述的太赫兹波导定向耦合器,其特征在于,所述太赫兹波吸收体(150)为石墨烯与氮化硼复合材料或负载有MXene材料的多孔载体。
8.一种太赫兹功率分配电路结构,其特征在于,包括第一定向耦合模块(10)和太赫兹倍频器(30),所述太赫兹倍频器(30)设于所述第一定向耦合模块(10)分出的并联支路上,其中,所述第一定向耦合模块(10)包括至少一个权利要求1至7中任一项所述的太赫兹波导定向耦合器(100)。
9.一种太赫兹功率合成电路结构,其特征在于,包括第二定向耦合模块(20)和太赫兹倍频器(30),所述太赫兹倍频器(30)设于经由所述第二定向耦合模块(20)合并的并联支路上,其中,所述第二定向耦合模块(20)包括至少一个权利要求1至7中任一项所述的太赫兹波导定向耦合器(100)。
10.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求8所述的太赫兹功率分配电路结构,和/或权利要求9所述的太赫兹功率合成电路结构。
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