新型圆形槽波导定向耦合器

圆形槽波导是一种新型的高功率毫米波、亚毫米波传输线.为了实现圆形槽波导之间的耦合,本文根据双槽波导的耦合机理,设计出了新型圆形槽波导走向耦合器,并计算了3dB圆形槽波导定向耦合器的频率特性.     

V频段小型化集成接收前端技术

V频段小型化集成接收前端主要实现对V频段毫米波信号的低驻波、低噪声接收和产品小型化。采用多功能芯片与混合集成技术,实现了毫米波接收信道的小型化集成。引进了微带正交耦合器,构成平衡式分布放大优化射频接收端口输入驻波系数的设计思路,替换了体积笨重的波导宽带隔离器,减小了毫米波接收前端体积和重量。通过对V频段波导微带过渡探针的容错性设计,降低了V频段毫米波接收前端的组装难度,提高了接收前端的一次组装合格率。最终实现批量化V频段小型化集成接收前端射频的输入驻波系数优于1.6,噪声系数优于4.2 dB,外形尺寸(含插座)33.4 mm×30 mm×12 mm。     

太赫兹−16 dB本振信号耦合器设计与实现

针对太赫兹频段边带分离接收机的应用需求,综合考虑本振信号弱耦合度、射频信号高方向性及现阶段铣削工艺精确度等要求,研制了一款400~500 GHz频段-16 dB 本振信号波导耦合器。主要包括分支型定向耦合器的耦合度特性分析、-16 dB弱耦合度波导耦合器设计、基于数控机械加工(CNC)技术的器件制备与结果讨论。2件样品实测结果均表明：该耦合器在400~500 GHz频段(相对带宽为22.5%)获得本振信号耦合度在-16~-17 dB,射频信号方向性为-1.2 dB,隔离度优于-20 dB,所有端口回波损耗优于-15 dB。上述性能均与仿真结果保持高度一致,表明当前CNC技术能够满足该高频段波导耦合器制备的高精确度需求。     

半模基片集成波导窄壁缝隙耦合定向耦合器

半模基片集成波导(HMSIW)是最近刚刚提出的一种微波毫米波平面集成导波结构,具有品质因数高,损耗小,结构紧凑和高集成度等优点.本文基于HMSIW技术和标准印刷电路板(PCB)工艺设计并研制了6 dB、10 dB、15 dB和20 dB四种窄壁缝隙耦合定向耦合器.所设计的定向耦合器在保留与基片集成波导(SIW)定向耦合器性能相同的基础上,将体积减小了近一半.测试结果与Ansoft HFSS商用软件仿真结果基本一致,验证了所设计的定向耦合器具有小型化和性能良好等优点.     

一种可运用于THz波段的新型定向耦合器

根据分支波导定向耦合器的工作原理,并结合考虑MEMS 刻蚀工艺,设计出一款应用于THz 波段的10dB 波导定向耦合器。该定向耦合器在传统的分支线结构上加以改进,将传统分支线耦合结构改进成新型"田"字型耦合结构,性能较好,并提高了可加工性。通过HFSS 软件仿真,该定向耦合器在0. 33 ~0. 35THz 频段内耦合度为10dB,隔离度达到30dB 以上,各端口回波损耗小于-30dB,整体插损小于0. 2dB。     

一种新型Ka频段六路功率分配/合成网络

指出了二进制(2n)功率合成方式的不足,介绍了波导—微带探针过渡和3 dB分支波导定向耦合器的原理。提出了改进型分支波导三路功率分配器,该结构具有损耗低、驻波好、幅度相位一致性好和端口隔离度高等优点。针对现有合成方式的不足,提出了一种新型基于波导的Ka频段六路功率分配/合成网络,该结构由改进型分支波导三路功率分配器、3 dB分支波导定向耦合器和E面波导—微带探针过渡组成。     

太赫兹E 面分支波导定向耦合器研究

本文基于微细加工技术中的深反应离子刻蚀（DRIE）技术设计了一款中心频率在0.355THz 的E 面3dB 四分支 矩形波导定向耦合器。利用奇偶模分析方法和级联理论分析方法进行分析,计算出了其在给定耦合度条件下各结构初值。 使用Ansoft HFSS 对四分支波导定向耦合器进行仿真优化,结果表明该耦合器性能优异,在0.35-0.36THz 频段内,隔离 度优于40dB,各端口的回波损耗大于40dB,插入损耗小于0.2dB。本文所设计的分支波导定向耦合器结构简单紧凑、性 能优越,具有广阔的应用前景。     

毫米波10W连续波空间功率合成放大器设计

介绍了一种基于BJ-320波导3dB定向耦合器、波导功分/合成器和波导-微带探针过渡相结合的8路高效、结构紧凑的波导内空间功率合成方案。此方案的结构具有容差大、容易加工和散热等优点,并且创新使用高隔离度的波导电桥实现两个4路合成器的连接,提高合成通道间的隔离度,减小合成链路间耦合干扰。推动功放和末级功放采用相同的GaAs MMIC功放芯片,在33～36GHz频率范围内实现饱和最小12W连续波功率输出,合成效率高于75%,附加效率高于11.9%,在毫米波频段实现了高效功率合成和大功率输出。     

一种新型六路功率分配合成网络的研究分析

本文指出了在二进制功率的合成方式中存在的缺点,同时也给出了波导——微带探针过渡以及3dB分支波导定向耦合器的基本原理。介绍了改进型分支波导三路功率分配器,本结构有很多的优点,比如耗能低、驻波好、端口隔离度较高等等。对于目前合成方式中存在的缺点,介绍了一种新型的基于波导Ka频段六路功率分配合成网络,本结构的主要组成部分是3dB分支波导定向耦合器、改进型分支波导三路功率分配器以及E面波导——微带探针过渡。     

全波导带宽的高方向性耦合器件

高方向性耦合器件是微波系统、微波测量中的重要器件。机电部二○六所研制的全波导带宽的高性能耦合器件能满足您在微波测量和微波工程中的大多数需求。已研制了覆盖2600MH_2～60000MH_2的宽带波导高方向性耦合器(图A、B)、双向耦合器(图C、D)、双定向耦合器(图E)、同相耦合功分器(图F)。波导型号从BJ—32～BJ—500共十五个波导频段。耦合度有3dB、6dB、10dB、20dB、40dB和60dB。隔离度和方向性高达40dB以上。主线VSWR     

一种新型双层微带定向耦合器

提出了一种新型双层微带结构的3 dB定向耦合器.此耦合器由两层带有耦合缝隙和寄生单元的介质板背对背放置.通过增加耦合面积和引入寄生单元补偿电容起到了均衡奇、偶模相速提高了耦合度,实现了宽频的3 dB紧耦合.通过优化设计,在频带范围内,此双层微带定向耦合器的定向性优于普通的耦合微带线定向耦合器.设计结果在450～860 ...     

一种超宽带宽边耦合微带定向耦合器

提出了一种新颖的超宽带宽边耦合微带定向耦合器,相比窄边耦合结构,宽边耦合增加了耦合面积,可实现宽频的3 dB紧耦合.同时,为进一步拓展耦合器工作带宽,该文采用渐变耦合结构替代传统的矩形耦合结构.通过HFSS仿真验证,此定向耦合器在2～6 GHz频带内插入损耗小于0.9dB,输入端口回波损耗大于20 dB,端口隔离度大于21 dB.     

一种Q波段多孔耦合型定向耦合器

论述了一种宽带多孔耦合型定向耦合器,工作频段中心频率为40 GHz,相对带宽50%,拟用于射电望远镜Q波段接收机系统。该定向耦合器为一款结构紧凑的器件,采用对称的等间距多孔耦合形式,将主通道圆波导TE11模式信号耦合到耦合通道的矩形波导中,实现了小于-20 dB 耦合特性。为了对设计进行验证,对该定向耦合器进行了加工和测试。测试结果表明,在30~50 GHz 工作频段内,主通道反射系数小于-24.2 dB,且全频段内的端口耦合度保持在-20~-21 dB 之间。仿真与测试结果具有较高的吻合度,进一步证实了该设计可用于射电天文望远镜的Q波段接收机系统。     

A 3-d broadband dual-layer multiaperture microstrip directionalcoupler

A three-dimensional (3-D) broadband dual-layer multiaperature microstrip directional coupler is presented in this paper. The dual-layer, multiaperature directional coupler consists of two-layer back-to-back substrates with 15 small coupling apertures on the center ground plane. A novel rectangular multiaperature coupling structure with very small width is used to greatly extend the bandwidth and operating frequency of the coupler. The ±2.4 dB coupling variation bandwidth of the couplers is more than 1.5 octaves from 9.79 to 29.55 GHz. The insertion losses, return losses at all ports and directivities, are better than 1.7 dB, 10.26 dB, and 10.3 dB over the bandwidth, respectively. The measurements agree well with the simulations     

A Variable Directional Coupler Using InSb Thin Films (Short Papers)

A variable directional coupler whose coupling is varied by an applied dc magnetic field is presented in this short paper. The directional coupler is of the two-hole type having InSb thin films in the coupling apertures to which the magnetic field is applied perpendicularly. The directional coupler was tested at room temperature at frequencies from 32 to 36 GHz. At a frequency of 33.1 GHz and magnetic flux densities of up to 13 kG, the coupling varies from 14.2 to 40.2 dB with the directivity exceeding 24.6 dB, the insertion loss of about 1 dB, and the VSWR of 1.2.     

小型化高方向性的微带双定向耦合器设计

为解决弱耦合时微带平行耦合线定向耦合器方向性低的问题,提出了适用于大功率场合的小型化高方向性微带双定向耦合器。基于传统四分之一波长平行耦合三线微带双定向耦合器结构,采用扇形微带电容加载可明显减小耦合器尺寸并增大隔离度,通过耦合边缘引入锯齿结构进一步提高了方向性。负载电阻采用扇形微带短截线接地设计,避免电气化过孔,使得加工更加简单。设计了一个中心频率为915 MHz、耦合度为20 dB 的微带双定向耦合器,利用HFSS 仿真软件对耦合器结构进行优化设计,并做了实物加工和测试。实测结果表明,在中心频率处耦合度为20.2 dB,方向性达到32.1 dB;在0.74~1.35 GHz 频带内,输入匹配良好,耦合度波动小于0.5 dB,方向性高于20 dB。     

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。     

一种宽带高方向性微带定向耦合器

文中设计了一种小型化的具有高方向性的多节微带线定向耦合器。通过将耦合微带线分段处理,得到由一节1/4波长段和两节1/8波长段组合的多段耦合器。非均匀介质微带耦合线中奇偶模相速度的差异导致微带定向耦合器的方向性较差。文中通过在耦合器馈线拐角处采用1/4圆弧提高了方向性。通过优化仿真设计实现了10 GHz耦合器,耦合度为25 dB,并且从6~14 GHz的方向性优于30 dB。与传统的并联耦合线耦合器相比,文中所提出的耦合器具有更小尺寸和更加出色的方向性,且实测和模拟仿真基本一致。     

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。     

基于3 dB 定向耦合器的0.14 THz 功率分配器设计方法

介绍了一种基于3 dB 定向耦合器的0.14 THz 功率分配器设计方法。由于太赫兹频段的器件尺寸越来越小型化、微型化,特别是对于功率分配器中的核心结构,造成精密机械加工方式难以实现。典型的波导3 dB 定向耦合器结构是90电桥结构,其耦合缝隙之间的间距仅有不到0.5 mm,这样的尺寸是机加时产生的应力难以承受的。通过分析波导定向耦合器支路间的相位关系得出:如果耦合缝隙的间距增加到半波长的整数倍,支路间的相位差仍为90,但这样变化的结果是带宽的降低。通过耦合缝隙间距的适度增加,降低了机加的难度,工作相对带宽降到10%。经仿真分析,结果得到了验证。加工的样品测试结果表明,在0.133 ~0.147 THz 的频率范围内,插入损耗小于1 dB,回波损耗小于-20 dB。