[实用新型]四端口波导超强耦合器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种耦合器,具体地说，是涉及一种H-面的波导超级耦合器。

背景技术

耦合器是微波系统中应用广泛的一种微波器件，它的主要作用是将微波信号按一定的比例进行功率分配；其中波导结构的耦合器由于其本身具有的优点在微波界被广泛应用。金属波导具有导体损耗和介质（管内一般为空气）损耗小、功率容量大、没有辐射损耗、结构简单、易于制造等优点。广泛应用于3000MHz至300GHz的厘米波段和毫米波段的通信、雷达、遥感、电子对抗和测量等系统中。波导作为导行系统，在传输过程中传输线路往往需要交叉或跨接。在以往解决此类问题时，通常是通过波导组件来实现，如弯曲波导、扭波导、波导管等组件实现。但是，这种方案通常导致在连接和交叉处需要采用法兰盘连接，导致连接精度的降低和体积的增大。集成波导系统将上述所有元器件集成在一个金属底板上，通过数控铣床，一次加工完成，大大地改善了加工精度，降低了加工难度，并使系统的体积大大缩小。但是，在波导传输线的连接和交叉处，为使两波导交叉通过，通常要两波导错开使之形成立体结构并使用渐变结构才能恢复到处于同一平面内继续传播，这样不但造成交叉处体积增大、损耗增加、电压驻波比增大，还会由于渐变结构的复杂性给加工带来难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服由于波导跨接、交叉需要立体的复杂结构而造成交叉处体积增大、加工精度降低等一系列问题，提供了一种在一个平面上即可实现波导跨接、交叉传输的超级耦合器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下： 四端口波导超强耦合器，包括耦合腔，与耦合腔连通的输入端口、隔离端A、隔离端B、输出端口，其特征在于，输入端口和隔离端B位于耦合腔的前端面，隔离端A和输出端口位于耦合腔的后端面，前端面和后端面为耦合腔互相对称的两个端面，隔离端B位于输入端口的右侧，输出端口位于隔离端A的右侧。

一条贯穿于耦合腔上内底面和下内底面的直线在耦合腔区域内只与波导壁至多有两个交点。

所述耦合腔的上内底面或/和下内底面设置有至少一个增强耦合体，所述增强耦合体为开口方向指向耦合腔内部的凹槽或所述增强耦合体为凸起方向指向耦合腔内部的金属凸台。

耦合腔为左右对称形状，所有的凹槽以耦合腔的前后向轴线为对称轴成左右对称分布。

所有的金属凸台以耦合腔的前后向轴线为对称轴成左右对称分布。

所述耦合腔为矩形体结构，输入端口的横截面、隔离端A的横截面、隔离端B的横截面、输出端口的横截面均为矩形。

耦合腔的上表面、输入端口的上表面、隔离端A的上表面、隔离端B的上表面、输出端口的上表面均位于同一个平面内。

为了方便设计计算，耦合腔优先设置成矩形体结构，且输入端口的横截面、隔离端A的横截面、隔离端B的横截面、输出端口的横截面均设置成矩形。

对于给定的设计指标，设计指标包括反射系数，隔离度，总插入损耗等，为了获得更宽的工作带宽，耦合腔的上内底面或/和下内底设置有一个或多个凹槽或金属凸台，而且所有的凹槽或金属凸台以耦合腔的前后向轴线为对称轴成左右对称分布。

为了便于采用普通的铣切加工，所有结构，包括耦合腔以及所述输入输出端口1-4的上表面位于同一个平面内，即耦合腔的上表面、输入端口的上表面、隔离端A的上表面、隔离端B的上表面、输出端口的上表面均位于同一个平面内。

本实用新型的最大特点是能量从主波导的输入端口输入，全部耦合到副波导的输出端口中输出，即耦合腔包括互相耦合的主波导和副波导。由于波导传输能量往往需要交叉或跨接，我们实用新型的H面波导超级耦合器解决了由于波导交叉或跨接带来的一系列问题，使波导在一个平面内即可实现交叉而不产生附加的损耗和加工难度。