多孔耦合型太赫兹波导定向耦合器的设计

设计了一种结构紧凑、工作频带较宽、耦合平稳、高方向性的十字形多孔耦合的太赫兹波导定向耦合器。基于多孔耦合原理,利用HFSS软件对太赫兹波导定向耦合器进行了模型仿真和结构优化。仿真结果表明：在325~475 GHz带宽范围内,该多孔耦合太赫兹波导定向耦合器耦合度达到7.50.8 dB,隔离度达到30 dB,即方向性优于20 dB,各端口回波损耗小于-20 dB。通过对该波导定向耦合器进行高温高压模拟仿真,确定了使用负性光刻胶SU-8作为结构材料的可行性,提出应用MEMS工艺在硅衬底上进行加工,将牺牲层工艺应用到波导腔结构的制作中。利用光刻在直通波导和耦合波导公共宽壁上形成的十字形等间距排列耦合孔结构,可以实现较宽的带宽和良好的耦合平坦度。该方法提高了耦合孔尺寸和位置的精度,减小了反射损耗,为太赫兹波导结构的加工提供了新思路。     

波导E面分支定向耦合器的改进模匹配和网络分析

本文用多模网络理论与严格场匹配相结合的方法，对波导Ｅ面分支定向耦合器作了分析，在分析过程中将电磁场分量用各次ＬＳＥ模叠加来展开，而不是用ＴＥ模和ＴＭ模来展开，同时通过模匹配将场的问题转化为网络的问题来处理，这样本文方法在不影响计算精度的情况下，具有运算量小，清晰简捷的优点。     

耦合度可切换的太赫兹分支波导定向耦合器

提出了一种耦合度可切换的太赫兹分支波导定向耦合器,该耦合器的耦合度可在3和10dB之间进行切换。通过控制前四条分支表面二氧化钒薄膜的电导率,实现耦合度的切换。仿真结果表明,在180~250GHz的频率范围内,当二氧化钒电导率为2×10⁵S/m时,耦合度为(3±0.6)dB,隔离度与回波损耗大于17dB;当二氧化钒电导率为10S/m时,耦合度为(10±0.7)dB,隔离度大于18dB,回波损耗大于20dB。耦合器在两种耦合状态下均表现出优异的性能,符合设计预期。     

宽频太赫兹非对称主副波导定向耦合器设计

基于微型无人机雷达、精确制导武器雷达及无线通信终端设备的应用前景,设计了一种非对称主副波导定向耦合器。该耦合器采用主副波导为不同形状的等间距多孔耦合结构,将主矩形波导TE10模的信号耦合到副圆形波导TE11模中,利用相位叠加原理使得隔离端口相位达到反向相消的效果,能够得到良好的耦合度和隔离度。该耦合器中心频率为400 GHz,相对带宽为40 GHz,结果表明,定向耦合器耦合度达到-13.8～-12.8 d B,实现了弱耦合效果且耦合度稳定性较好,隔离度优于-24.5dB,直通插入损耗为-3～-2.5 dB,性能良好。     

波导E面分支定向耦合器的改进模匹配和网络分析

本文用多模网络理论与严格场匹配相结合的方法,对波导E面分支定向耦合器作了分析。在分析过程中将电磁场分量用各次LSE~x模叠加来展开,而不是用TE模和TM模来展开。同时通过模匹配将场的问题转化成网络的问题来处理。这样本文方法在不影响计算精度的情况下,具有运算量小,清晰简捷的优点。     

小孔耦合型双通道太赫兹波导定向耦合器设计

提出了一种小孔耦合型双通道太赫兹波导定向耦合器,采用新颖的阶梯结构,将两个单通道耦合器结合,可在双通道内实现相同的耦合输出。研究结果表明,在180~260 GHz的频率范围内,该耦合器的耦合度为10 dB,输出最大误差小于1.6 dB,回波损耗大于25 dB,隔离度大于35 dB,相对带宽达到36%。与传统的太赫兹波导定向耦合器相比,该耦合器能够实现双通道的耦合输出,在太赫兹系统中可用于双通道的功率检测、功率合成与分配。     

太赫兹微加工波导滤波器

该文提出应用微加工(Micromachining)技术设计制作太赫兹6阶并联电感耦合波导带通滤波器的方法。立足于现有工艺条件,通过分析加工因素对滤波器电磁性能的影响,将工艺和设计参数相互折中达到优化设计的目的,避免因工艺原因造成的器件性能急剧恶化,最终得到插入损耗小、可靠性好、可集成的太赫兹滤波器。采用微加工深刻蚀(ICP)、溅射电镀金属、键合等工艺步骤,最终制作完成的单个微加工滤波器划片后体积为24.0 mm×5.0 mm×1.66 mm。应用可调测试夹具固定微加工滤波器,通过功率计测试其功率衰减,得到其中心频率为141.5 GHz,3dB带宽为10.6%,中心频率处功率衰减小于1 dB,验证了工艺方法的有效性。     

E面分支波导耦合器的遗传算法优化设计

介绍了E面分支波导耦合器基于遗传算法的优化设计方法。详细讨论了遗传算法的优化策略和一个四端口5dB五分支波导耦合器设计实例,及该实例的等效网络综合结果和优化策略和一个四端口5dB五分支波导耦合器设计实例,及该实例的等效网络综合结果和优化后的HFSS软件仿真结果。通过比较可以发现,遗传算法优化结果完全满足期望的优化目标,经过优化设计,耦合器的频响特性有了明显改善。     

微波3dB微带双分支定向耦合器的小型化

分析理论上的3dB微带双分支线定向耦合的S参量特性。在此基础上,用接开路线的方法对标准3dB微带双分支线定向耦合器小型化,用奇偶模分析方法分析理论S参量特性,应用微带电路仿真软件ADS进行仿真,比较理论分析计算绘制的S参量特性曲线与仿真获得的S参量特性曲线,设计出小型化的微波频域3dB微带双分支线定向耦合器。     

Ka波段3dB定向耦合器的设计与仿真

定向耦合器广泛地用在现代微波系统中,文中介绍了两种应用在平衡式放大器中的3dB定向耦合器。首先对微带分支线耦合器与波导耦合器进行了理论分析,然后利用电磁仿真软件HFSS,对两种耦合器进行了建模仿真。仿真结果验证了这两种定向耦合器的可实现性,最后比较了两种耦合器的性能,并且总结了各自的特点。     

椭圆芯单模保偏光纤定向耦合器偏振特性的研究

将强耦合椭圆芯光纤定向耦合器的耦合区波导视作一矩形波导的微扰,到出其传播常数公式及场的幅度耦合波方面,从而给出耦合器的偏振特性。     

定向耦合器的高功率小型化设计

利用奇偶模分析法对定向耦合器进行基本的描述与分析,利用HFSS软件辅助设计了一种三节3 dB定向耦合器。为解决此耦合器耐压低的问题,在耦合器的上下两板间引入了绝缘介质,设计了一种耦合为3 dB,最大输入功率不低于17 kW的定向耦合器。加入耦合介质,除了可以提高耦合器的输入功率外,还可缩减耦合器的尺寸,减小耦合器质量,并节约材料成本,从而实现了3 dB定向耦合器的高功率及小型化设计。     

半模基片集成波导十字型定向耦合器设计

提出了一种由两段正交的半模基片集成波导（HMSIW）构成的十字型定向耦合器。位于交叉区域的两个感性金属化调节通孔主要用来调整耦合器的耦合度以及耦合端和直通端的相位差,而位于每一个输入输出端的金属化匹配通孔则用来优化输入端的反射系数。与传统的基片集成波导（SIW）耦合器相比,所设计的耦合器能减少将近一半的尺寸,而它的性能却基本保持不变。实测结果与仿真结果基本吻合,验证了设计方法的正确性与可行性。     

（英）高效锥形太赫兹耦合器

设计了将太赫兹波耦合进入波导的耦合器.耦合器由金属材料铝制成,形状为中空圆锥形和圆柱形的结合.在宽带的脉冲太赫兹信号和单频的连续太赫兹信号两种情况下,模拟并实验测试了耦合器将自由空间传输的平行太赫兹波耦合进入反谐振波导,结果显示该耦合器是宽带太赫兹波耦合器.通过优化耦合器几何参数,在太赫兹时域系统下得到振幅耦合率达到71%,振幅增强因子为6.125.     

田口稳健设计优化之绝热式光方向完全耦合器

本研究利用田口实验优化法配合光束传播法设计优化光方向完全耦合器 sin-square 函数,能夠达到低串扰与短耦合器长度的目标,在田口实验优化法中我们选择直交表 L9 做为我们的实验平台.研究结果显示,使用 BPM 辅助设计方式配合田口方法可有效的减少设计优化光方向完全耦合器的实验数.在实验过程中我们尝试去找出并设定符合低串扰与短耦合器长度的绝热式光方向耦合器 sin-square 函数的结构参数范围,并且在田口实验优化法中的确认实验可以达到95%的信心指数.在这份研究中,我们证实利用田口实验优化法配合 BPM 辅助设计优化光方向完全耦合器 sin-square 函数是确实可行的.     

一种0.3 THz二维光子晶体定向耦合器的设计

设计了一种基于二维光子晶体的太赫兹定向耦合器,通过在2个平行的横向线缺陷中加入纵向线缺陷的方式,实现了良好的耦合结构,在太赫兹频段实现了较好的功率耦合特性。这种二维光子晶体带定向耦合器结构紧凑,可用于太赫兹系统中信号功率的检测与监控,具有良好的应用价值。     

非对称GNRD波导耦合特性的计算

本文将两种尺寸不同的波导相互耦合可实现宽带耦合器的原理用于GNRD波导定向耦合器的设计。根据对非对称GNRD波导耦合特性的理论分析,定性讨论了各种非对称情况对耦合特性的影响;并设计了3dB GNRD波导非对称定向耦合器。计算结果表明其在8mm波段,耦合频带比原对称时的明显平坦。