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。     

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     

磁耦合定向耦合器仿真设计

在分析波导中场模式基础上,通过仿真计算和优化,得出影响定向耦合器磁耦合的主要因素,并在此基础上提出利用磁环耦合设计双耦合度定向耦合器和可变耦合度的定向耦合器的设想.通过仿真,所得结果和理论分析相吻合,证明了设计方案的可行性.     

高功率微波宽带波导定向耦合器设计

为满足高功率微波测量需求,设计一种X波段宽带的波导定向耦合器。为达到宽带设计要求,该耦合器采用多孔耦合结构,利用切比雪夫分布函数得到每组耦合系数,同时修正耦合臂引入的截止衰减影响,根据耦合理论得到每组小孔的初始尺寸,最后基于软件优化后得到满足预期设计要求的宽带耦合器。根据仿真结果,该耦合器在8.2~12.4 GHz频带范围内的耦合度为40 dB,带内波动小于1 dB,方向性优于30 dB,连续波功率容量达到0.84 MW;实测耦合度为38~ 39 dB,端口反射小于-20 dB,可满足MW级高功率微波脉冲测量系统的应用需求。     

X波段T/R组件中的定向耦合器

主要讨论了T/R组件中承担提取、供给监测信号任务的弱耦合定向耦合器的研制。为了节约空间,这种定向耦合器及其50Ω负载被制作在LTCC(低温共烧陶瓷)多层基板内部。该定向耦合器的输入、输出及耦合端均设置有接地共面波导式的测试端口,可以使用空气共面探针测试台和微波矢量网络分析仪进行测试。     

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.     

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。     

一种结构新颖的微波高功率定向耦合器

介绍一种结构新颖的微波高功率定向耦合器.该耦合器主线采用波导结构承受功率大,副线采用同轴结构对外连接方便,耦合机构采用单个圆孔实现,整个耦合器设计巧妙,结构简单,便于加工,易于装配,不用调试,指标好,可靠性高,特别适用于高功率、弱耦合、双向取样的场合.     

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。     

平行耦合线定向耦合器的设计

阐述了平行耦合线定向耦合器的工作原理和设计过程.根据耦合微带线和耦合带状线的主要特征,分别设计了频率为2.5GHz的平行耦合微带线定向耦合器和平行耦合带状线定向耦合器.根据给定耦合器的技术指标,确定耦合器的类型、结构.利用ADS软件环境设计了平行耦合线定向耦合器的电路模型,并对定向耦合器的S参数进行仿真、优化,已达到预期的设计要求.由仿真结果可以看出,在频带范围内,耦合带状线定向耦合器的耦合性能优于耦合微带线定向耦合器.     

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。     

高功率非对称泵浦耦合器理论研究

高功率非对称泵浦耦合器是高功率连续光纤激光器的关键无源光器件,它可以将多路泵浦光高效率地耦合进主光纤中,从而为光纤激光器提供所需的泵浦光功率,但已有双波导耦合理论并不能直接应用于该型耦合器的研究。为解决这一问题,在双波导定向耦合器的不完全耦合理论基础上,针对高功率泵浦耦合器非对称的特点,将其耦合系数和光功率方程组做了进一步推导,并进行了数值仿真,研究结果表明:两光纤中的光功率按照一定周期变化,当泵浦光纤的锥角在1~1.5之间时,可以获得97%以上的最佳耦合效率,且与其对应耦合长度的局部变化对耦合效率的影响较小。该研究结果对高功率非对称泵浦耦合器的设计及制作均具有指导意义。     

矢量网络分析仪反射测量误差分析与修正

本文介绍了定向耦合器在矢量网络分析仪反射测量中的作用,分析了定向耦合器导致方向性误差的原因:耦合端出现的信号中包含有泄漏过去的非理想信号,在定向耦合器的耦合端口是被测件反射的信号,是理想的被测信号,但实际的定向耦合器并不理想,一小部分信号在经被测件反射之前便泄漏到了耦合端口。耦合端口的信号中包含有泄漏过去的非理想信号,从而给被测件的反射测量引入了误差。文中给出了单端口误差模型以及误差修正的方法,并以某型手持式单端口矢量网络分析仪为例给出了经误差修正后测量精度的提升效果。     

A Variable-Ratio Microwave Power Divider and Multiplexer

A microwave circuit is presented which provides continuous variation of microwave power between two outputs in any desired ratio. A typical device utilizing the circuit is described, and other uses of the circuit are discussed. An X-band power divider was constructed which had a vswr of less than 1.2 at all times over the frequency range of 8.6 to 9.6 kmc, divided the total input energy between the outputs in any ratio from 1/10,000 to 1, and had less than 0.4-db total insertion loss. No other losses were present. Adjustment could be made under maximum power levels of the waveguide. Another use of the circuit is to couple two high-power transmitters into one output, thus providing a dual frequency antenna coupler or diplexer. By cascading diplexers, multiplexing can be accomplished.     

Coaxial E-Field Probe for High-Power Microwave Measurement (Short Papers)

Open-ended semirigid coaxial cable is characterized for use as a coupling element for the measurement of high-power microwaves. There are many high-power microwave experiments where a high vacuum must be maintained, and yet it is necessary to measure the power and frequency of the microwave energy in a cavity or waveguide. Semirigid coaxial cable which is left open-ended and inserted no more than fresh with the inner waveguide wall is a convenient way to couple out a known sample of the power. The cable is inserted into the waveguide in a direction parallel to the electric field. The coupling value is expressed in terms of an area multiplier which is applied to the area of the end of the center conductor. The induced charge Q on the center conductor is then determined from Q =/rarr over D· and/n·(effective area), and the coupled power is calculated from P = ( omega Q)/ sup 2//(2Z/sub 0/). For a flush mounted Z/sub 0/=50-Omega with PTFE dielectric, the area multiplier is shown to be 3.846 theoretically and 3.77 experimentally. The area multiplier is also determined for various withdrawal depths of the coax into the waveguide wall.     

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。     

A Directional Coupler with a Readily Calculable Coupling Ratio

A microwave (X-band) directional coupler consisting of two adjacent lengths of parallel waveguide with a common tantalum wall about for skin depths in thickness has been fabricated and studied. Coupling between the guides is effected through energy transfer via the electromagnetic fields penetrating the thin tantalum foil separating the guides. The coupling ratio of the device can be calculated by a straight-forward procedure to within experimental error (currently a few tenths of a decibel in over 70 decibels).     

Numerical and experimental investigation of a 5-port mitre-bend directional coupler for mode analysis in corrugated waveguides

A directional coupler array with 5 ports integrated into a mitre bend for corrugated waveguide transmission lines at 140 GHz has been manufactured. The design is reviewed, and calculations on the performance for in-situ power measurement and mode discrimination are shown. Emphasis is given on detection of errors in alignment of the transmission system. Experimental tests are performed to benchmark the calculations. The results confirm the predictions and show that such a coupler is a viable tool for power measurement and basic mode analysis in high-power transmission systems.