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。     

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。     

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。     

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。     

（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.     

非对称十字孔双脊波导定向耦合器的设计

借鉴波导定向耦合器的设计原理,采用双脊波导的形式（本文采用标准双脊波导WRD650型号）设计大功率宽频带定向耦合器。由于双脊波导相比于矩形波导,最低模式的截止频率更低,单模工作的频带更宽,特性阻抗更低,所以采用双脊波导的形式比矩形波导在带宽方面更有优势。波导耦合器耦合方式有很多种,最常用的有小孔耦合和缝隙耦合,本文采用非对称十字孔耦合的方式,并与等孔径分布和切比雪夫分布的圆孔耦合比较来确定非对称十字孔耦合方式,在耦合平坦度、方向性方面有更好的改进。利用电磁仿真软件进行仿真对比其结果,通过一些具体措施改善双脊波导定向耦合器的性能,使定向耦合器的各种设计指标达到要求。     

铌酸锂定向耦合器的优化设计

分析了定向耦合器几个参数的相互关系,设计了钛扩散铌酸锂定向耦合器的仿真方案,用BPM软件对不同耦合间距的定向耦合器对工艺的容差进行了模拟计算,得到了几种耦合间距/串音变化的组合.     

基于GaAs/GaAlAs条形光波导的定向耦合器分析

运用基于级数展开法(SEM)的三维光束传播法(3D-SEM-BPM)分析了由GaAs/GaAlAs条形光波导构成的定向耦合器.获得了这种定向耦合器所承载的偶模及奇模电场分布,其耦合长度随波导间距的增加近似指数增长.模拟了光波在器件中的传输演变情况,用条形光波导的基模在给定定向耦合器的左通道激励,传输2.62mm之后模场转移至右通道,获得了交叉态(Cross State).另外,3D-SEM-BPM最终将BPM基本方程归结为一阶常微分方程组,方法简单;导出矩阵小,计算效率高.处理边界条件时,引入正切函数变换将无限平面映射成单位平面,避免了边界截断问题.     

单端输入非线性定向耦合器的近似解

本文提出单端输入非线性定向耦合器在最常用情况下,即输入功率接近特征功率时的解析近似解。在计算过程的较早步骤引入近似,就可以将非线性耦合器满足的积分方程加以简化,由此得到简单函数形式的解而不是通常的椭圆函数解。文中给邮了数值计算的结果并与精确解和A．T．Pham等人的近似解结果进行了比较,我们的结果比A．T．Pham等人的结果精确。     

高功率三阶3dB介质定向耦合器的分析与设计

根据定向耦合器的工作原理及要求,利用HFSS软件分析并设计了一款以空气为介质的三阶3 dB定向耦合器.并在此基础上,使用具有高电压击穿特性的三氧化二铝陶瓷片作为耦合介质,分析并设计了一款高功率三阶3 dB介质定向耦合器.此介质耦合器在保证足够带宽的前提下,能够提高耦合器的耐压性能,实现了定向耦合器的高功率耦合,从而可以...     

基于耦合边界的紧凑型光子晶体定向耦合器的优化设计

本文采用平面波展开法分析了双线型缺陷并列平行光子晶体波导的带隙结构、缺陷模式及耦合长度,提出了一种具有耦合边界的光子晶体定向耦合器,并探讨了光波在其中的传输性能.同时基于平面波展开法及时域有限差分法,深入分析和讨论了光波在光子晶体并列波导、光子晶体直角转弯模块中的工作模式和传输特性.利用该光子晶体定向耦合器结合光子晶体转角器件可以将两根平行标准单模光纤传输模式组合成交叉态、直通态和功分态等状态.仿真结果表明在交叉态和直通态时,使用该光子晶体定向耦合器的传输峰值可以在较大频率带宽内达到90%以上.     

一种新型半模基片集成波导三孔定向耦合器

半模基片集成波导(HMSIW)是近年来出现的一种高性能平面导波结构,具有传输损耗小、功率容量大、易于集成等优点,已开始广泛应用于微波无源器件的设计中。文章基于HMSIW技术与PCB工艺技术设计制作了一种新颖的三孔定向耦合器,通过在耦合孔上金属面蚀刻"工"字形槽增加孔的耦合量。设计的HMSIW三孔定向耦合器不仅保持了集成基片波导(SIW)定向耦合器的所有优点,而且在面积上减小了近50﹪,工作带宽拓展到1GHz。实测数据与仿真结果基本吻合,验证了设计方法的正确性与可行性。     

毫米波分支线定向耦合器的设计与优化

本文先介绍了分支线正交定向耦合器的概念与工作原理;然后根据该原理在ADS2009软件下设计仿真了工作在Ka波段的微带线定向耦合器,并对Ka波段的耦合器模型进行了改良,使之实际面积缩小的同时能达到原有的性能。     

渐变型声指向耦合器中声场的计算

提出一种新的计算波导中场分布的方法。该方法基于有限元法(FEM)，但采用人工透射边界，称之为有限元—人工透射边界法。并用渐变型声指向耦合器中表面声波导二维声场的计算实例说明该方法的实用性。