尺寸不同的多孔矩形同軸線定向耦合器制造技術

本發明專利技術公開了尺寸不同的多孔矩形同軸線定向耦合器，包括主矩形同軸線和副矩形同軸線、以及耦合孔；主矩形同軸線和副矩形同軸線相互隔離，主矩形同軸線通過至少3個耦合孔與副矩形同軸線連通；耦合孔包括貼附在主矩形同軸線側壁或\和副矩形同軸線側壁的中空耦合管和靠近主矩形同軸線的側壁的三端開口的耦合腔，耦合腔與中空耦合管導通，耦合腔位于主副矩形同軸線之間并與主副矩形同軸線導通；沿主矩形同軸線軸線方向相鄰的耦合孔依次交錯分布于主矩形同軸線軸線的左側和右側。本發明專利技術的優點在于結構緊湊、加工簡單、超寬工作帶寬、插入損耗低，特別是在毫米波和太赫茲波段，與普通多孔定向耦合器相比，在低插損方面具有突出優勢。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及多孔定向耦合器，具體地說，是涉及ー種利用多個孔進行耦合的尺寸不同的多孔矩形同軸線定向耦合器。
技術介紹
定向耦合器是微波系統中應用廣泛的一種微波器件，它的主要作用是將微波信號按一定的比例進行功率分配；定向耦合器由兩根傳輸線構成，同軸線、矩形波導、圓波導、帶狀線和微帶線等都可構成定向耦合器；所以從結構來看定向耦合器種類繁多，差異很大，但從它們的耦合機理來看主要分為四種，即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配雙T。在20世紀50年代初以前，幾乎所有的微波設備都采用金屬波導和波導電路，那個時候的定向I禹合器也多為波導小孔I禹合定向I禹合器；其理論依據是Bethe小孔I禹合理論，Cohn和Levy等人也做了很多貢獻。隨著航空和航天技術的發展，要求微波電路和系統做到小型化、輕量化和性能可靠，于是出現了帶狀線和微帶線，隨后由于微波電路與系統的需要又相繼出現了鰭線、槽線、共面波導和共面帯狀線等微波集成傳輸線，這樣就出現了各種傳輸線定向耦合器。傳統單孔定向耦合器有一些的優點如結構簡単、參數少，設計起來比較方便；但是它還存在著一些缺點如帶寬窄、方向性差，只有在設計頻率處工作合適，偏離開這個頻率，方向性將降低。傳統多孔定向耦合器雖然可以做到很寬的帶寬、方向性也有很所改善，但也存在著ー些缺點，如體積大、加工精度要求高、插入損耗高，特別是在毫米波太赫茲波段，過高的插損使該器件失去使用價值；這就激勵我們去設計ー種能克服這些缺點的新型多孔定向耦合器。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服傳統定向耦合器的ー些缺點，提供了一種緊湊型、插入損耗低的尺寸不同的多孔矩形同軸線定向耦合器。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下尺寸不同的多孔矩形同軸線定向耦合器，包括作為微波主通道的主矩形同軸線和作為取樣信號通道的副矩形同軸線、以及作為耦合通道的耦合孔；主矩形同軸線和副矩形同軸線的結構一致，其中主矩形同軸線和副矩形同軸線都是由矩形波導內置導體構成的；主矩形同軸線和副矩形同軸線相互隔離；主矩形同軸線通過至少3個耦合孔與副矩形同軸線連通，耦合孔包括貼附在主矩形同軸線側壁或\和副矩形同軸線側壁的中空耦合管，中空耦合管靠近主矩形同軸線的側壁連接有三端開ロ的耦合腔，耦合腔與中空耦合管導通，耦合腔位于主矩形同軸線和副矩形同軸線之間并與主矩形同軸線和副矩形同軸線導通；所述耦合孔沿主矩形同軸線的軸線方向排列，沿主矩形同軸線軸線方向相鄰的耦合孔依次交錯分布于主矩形同軸線軸線的左側和右側；沿主矩形同軸線軸線方向上，相鄰兩耦合孔的孔心間距在主矩形同軸線的中心工作、頻率的波導波長的209^30%之間； 主矩形同軸線的尺寸表示為al*hl，副矩形同軸線的尺寸表示為a2*h2，al、a2分別表示為主矩形同軸線和副矩形同軸線外導體的寬度，hi、h2分別表示為主矩形同軸線和副矩形同軸線外導體的高度； 主矩形同軸線的尺寸和副矩形同軸線的尺寸情況如下 情況A :當主矩形同軸線的尺寸小于副矩形同軸線的尺寸吋， h2*15% < hi < h2*85% 或 \ 和 a2*15% < al < a2*85% ； 情況B :當主矩形同軸線的尺寸大于副矩形同軸線的尺寸吋， hl*15% < h2 < hl*85% 或 \ 和 al*15% < a2 < al*85% ； 情況C :主矩形同軸線的尺寸等于副矩形同軸線的尺寸吋， al=a2 且 hl=h2。當主矩形同軸線和副矩形同軸線的尺寸選取上述三種不同的情況，可以得到三種不同的結果。以往人們都是優先選擇相同的矩形同軸線作為波導定向耦合器的傳輸通道，但是當選用情況A或情況B時，在毫米波段和太赫茲波段可以得到低插損、方向性更好的多孔定向耦合器。也就是這個額外的自由度可以幫助我們設計出方向性更好的多孔定向耦合器。耦合孔在其俯視方向上的投影形狀為圓形；中空耦合管在其俯視方向上的投影形狀為圓形；耦合腔在其俯視方向上的投影形狀為圓形。耦合孔在其俯視方向上的投影形狀為三角形；中空耦合管在其俯視方向上的投影形狀為三角形；耦合腔在其俯視方向上的投影形狀為三角形。 耦合孔在其俯視方向上的投影形狀為矩形；中空耦合管在其俯視方向上的投影形狀為矩形；耦合腔在其俯視方向上的投影形狀為矩形。耦合孔在其俯視方向上的投影形狀為圓形；中空耦合管在其俯視方向上的投影形狀為半圓形；耦合腔在其俯視方向上的投影形狀為半圓形。所述耦合孔中加入了一個軸線與耦合孔的軸線平行并與主矩形同軸線軸線垂直的柱狀金屬體，該柱狀金屬體一端與對應的耦合孔的內壁連接，該柱狀金屬體的橫截面的形狀為多邊形，且柱狀金屬體延伸進主矩形同軸線的內部。所述主矩形同軸線和副矩形同軸線的軸線相互平行。所述主矩形同軸線或副矩形同軸線的一端或兩端還連接有彎曲波導。所述主矩形同軸線或\和副矩形同軸線在其一端或兩端連接有與外界器件匹配的匹配結構。單孔定向耦合器在方向性上有相對窄的帶寬，于是人們想到了設計一系列耦合孔，這一系列的耦合孔組成ー個陣列，若干個陣列還可以疊加起來，由此來綜合耦合度和方向性響應。利用小孔的方向性和陣列的方向性在耦合端疊加，就可以獲得更好的方向性，并且這個額外的自由度還可以提高帶寬。因此，為了增加耦合孔的耦合性能，我們將耦合孔沿主矩形同軸線的軸線排列，同時為了増加耦合孔的口徑，我們將相鄰的耦合孔依次交錯的分布于主矩形同軸線軸線的左側和右側。將耦合孔交錯排列后，在滿足耦合加強的條件下，即相鄰兩耦合孔的孔心間距應設置在主矩形同軸線的中心工作頻率的波導波長的209^30%之間，可以增大耦合孔的ロ徑，這樣一來又可以進一歩的加強耦合，從而進一歩提高該矩形波導定向耦合器的方向性。同時，優先選擇橫截面為矩形柱狀金屬體設置在耦合孔內，且柱狀金屬體在耦合孔內的位置不受限制，可根據實際需求進行設置。為了使其整個耦合器的體積減少，我們優先考慮主矩形同軸線的軸線和副矩形同軸線的軸線平行設置。耦合孔在其俯視方向的投影形狀不受限制，當考慮制作成本時，我們優先考慮能簡易批量生產的圓形或三角形或四邊形。増加柱狀金屬體時，所述耦合孔在俯視方向的投影形狀為ー字形或Y字形或十字型和其它多于4個分支的星狀。 基于上述結構，本專利技術相較于以往的多孔定向耦合器而言其改進點為將傳統的耦合孔改進為由耦合腔和中空耦合管組成的耦合通道，其中耦合腔設置在主矩形同軸線和副矩形同軸線之間，中空耦合管貼附在主矩形同軸線側壁或\和副矩形同軸線側壁。這樣可増加其方向性。由于存在多個耦合孔，其多個耦合孔可以達到耦合加強的效果，同時為了使得耦合孔的孔徑加大，可進ー步増加其耦合效果，因此本專利技術進ー步的改進點為耦合孔沿主矩形同軸線的軸線排列，沿主矩形同軸線軸線方向相鄰的耦合孔依次交錯分布于主矩形同軸線軸線的左側和右側；沿主矩形同軸線軸線方向上，相鄰兩耦合孔的孔心間距在主矩形同軸線的中心工作頻率的波導波長的209^30%之間。即，將相鄰的耦合孔依次交錯的分布于主矩形同軸線軸線的左側和右側。相鄰的耦合孔交錯分布以后，在単位面積內，由于我們采用交錯的將耦合孔排布的主矩形同軸線的兩側，那么勢必在相同孔數的條件下，我們就可以增大耦合孔的口徑，這樣ー來又可以進ー步的耦合加強，從而進ー步提高該多孔矩形波導本文檔來自技高網...

【技術保護點】
尺寸不同的多孔矩形同軸線定向耦合器，其特征在于：包括作為微波主通道的主矩形同軸線（1）和作為取樣信號通道的副矩形同軸線（2）、以及作為耦合通道的耦合孔（3）；主矩形同軸線（1）和副矩形同軸線（2）的結構一致，其中主矩形同軸線（1）和副矩形同軸線（2）都是由矩形波導內置導體構成的；主矩形同軸線（1）和副矩形同軸線（2）相互隔離；主矩形同軸線（1）通過至少3個耦合孔（3）與副矩形同軸線（2）連通，耦合孔（3）包括貼附在主矩形同軸線（1）側壁或\和副矩形同軸線（2）側壁的中空耦合管（32），中空耦合管（32）靠近主矩形同軸線（1）的側壁連接有三端開口的耦合腔（31），耦合腔（31）與中空耦合管（32）導通，耦合腔（31）位于主矩形同軸線（1）和副矩形同軸線（2）之間并與主矩形同軸線（1）和副矩形同軸線（2）導通；所述耦合孔（3）沿主矩形同軸線（1）的軸線方向排列，沿主矩形同軸線（1）軸線方向相鄰的耦合孔（3）依次交錯分布于主矩形同軸線（1）軸線的左側和右側；沿主矩形同軸線（1）軸線方向上，相鄰兩耦合孔（3）的孔心間距在主矩形同軸線（1）的中心工作頻率的波導波長的20%~30%之間；主矩形同軸線（1）的尺寸表示為：a1*h1，副矩形同軸線（2）的尺寸表示為：a2*h2，a1、a2分別表示為主矩形同軸線（1）和副矩形同軸線（2）外導體的寬度，h1？、h2分別表示為主矩形同軸線（1）和副矩形同軸線（2）外導體的高度；主矩形同軸線（1）的尺寸和副矩形同軸線（2）的尺寸情況如下：情況A：當主矩形同軸線（1）的尺寸小于副矩形同軸線（2）的尺寸時，h2*15%＜h1＜h2*85%或\和a2*15%＜a1＜a2*85%；情況B：當主矩形同軸線（1）的尺寸大于副矩形同軸線（2）的尺寸時，h1*15%＜h2＜h1*85%或\和a1*15%＜a2＜a1*85%；情況C：主矩形同軸線（1）的尺寸等于副矩形同軸線（2）的尺寸時，a1=a2且h1=h2。...

【技術特征摘要】
1.尺寸不同的多孔矩形同軸線定向耦合器，其特征在于包括作為微波主通道的主矩形同軸線(I)和作為取樣信號通道的副矩形同軸線(2)、以及作為耦合通道的耦合孔(3);主矩形同軸線(I)和副矩形同軸線(2)的結構一致，其中主矩形同軸線(I)和副矩形同軸線(2)都是由矩形波導內置導體構成的；主矩形同軸線(I)和副矩形同軸線(2)相互隔離；主矩形同軸線(I)通過至少3個耦合孔(3)與副矩形同軸線(2)連通，耦合孔(3)包括貼附在主矩形同軸線(I)側壁或\和副矩形同軸線(2)側壁的中空耦合管(32)，中空耦合管(32 )靠近主矩形同軸線(I)的側壁連接有三端開ロ的耦合腔(31)，耦合腔(31)與中空耦合管(32)導通，耦合腔(31)位于主矩形同軸線(I)和副矩形同軸線(2)之間并與主矩形同軸線(I)和副矩形同軸線(2)導通；所述耦合孔(3)沿主矩形同軸線(I)的軸線方向排列，沿主矩形同軸線(I)軸線方向相鄰的耦合孔(3)依次交錯分布于主矩形同軸線(I)軸線的左側和右側；沿主矩形同軸線(I)軸線方向上，相鄰兩耦合孔(3)的孔心間距在主矩形同軸線(I)的中心工作頻率的波導波長的209^30%之間； 主矩形同軸線(I)的尺寸表示為al*hl，副矩形同軸線(2)的尺寸表示為a2*h2，al、a2分別表示為主矩形同軸線(I)和副矩形同軸線(2)外導體的寬度，hi、h2分別表示為主矩形同軸線(I)和副矩形同軸線(2)外導體的高度； 主矩形同軸線(I)的尺寸和副矩形同軸線(2)的尺寸情況如下 情況A :當主矩形同軸線(I)的尺寸小于副矩形同軸線(2)的尺寸吋， h2*15% < hi < h2*85% 或 \ 和 a2*15% < al < a2*85% ； 情況B :當主矩形同軸線(I)的尺寸大于副矩形同軸線(2)的尺寸吋， hl*15% < h2 < hl*85% 或 \ 和 al*15% < a2 < al*85% ； 情況C :主矩形同軸線(I)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王清源，譚宜成，
申請(專利權)人：成都賽納賽德科技有限公司，
類型：發明
國別省市：