一种可变耦合度的微波定向耦合器

摘要

本发明涉及一种可变耦合度的定向耦合器，包括主线波导、副线波导以及耦合孔插板；主线波导与副线波导公用一个壁，在公共壁间隔四分之一工作频率波导波长镂空公共壁，使主线波导与副线波导贯通；带有耦合孔的插板为金属板，外形尺寸与镂空的公共壁尺寸相等；在镂空的位置上插入带有不同耦合孔径的插板或没有耦合孔的金属插板即可实现微波定向耦合器耦合度的改变。

说明书

技术领域

本发明涉及微波定向耦合器技术领域，具体为一种可变耦合度的微波定向耦合器。

背景技术

定向耦合器是雷达系统中应用广泛的一种微波部件，它主要是用于对信号进行取样测量。定向耦合器由两根传输线构成，同轴线、矩形波导、圆波导、带状线和微带线等都可构成定向耦合器；所以从结构来看定向耦合器种类繁多，差异很大，但从它们的耦合机理来看主要分为四种，即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配双T。其中多孔耦合定向耦合器由于其带宽宽，方向性好而广泛采用。

但是目前的定向耦合器耦合度均为固定的，对与大动态范围的信号进行测量时，如果定向耦合器的耦合度太大则大信号可测，而小信号测量难测，如果定向耦合器的耦合度太小则小信号的采样信号可测，而大信号耦合的采样信号太大，无法直接测量。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种可变耦合度的微波定向耦合器，可以在测量小信号时降低耦合度，方便测量，在测量大信号时，提高耦合度，防止耦合信号太大，损坏测量系统。

技术方案

一种可变耦合度的定向耦合器，其特征在于包括主线波导和副线波导；主线波导和副线波导公用一个壁，在公共壁上间隔四分之一工作频率波导波长镂空公共壁，使主线波导与副线波导贯通，在镂空的公共壁上插入至少两个对称的带有耦合孔的金属插板，剩余部分插入没有耦合孔的金属板，通过对称的调整带有耦合孔的金属插板的数量或金属插板上耦合孔的数量来实现微波定向耦合器耦合度的改变。

主线波导和副线波导公用的壁为宽壁或窄壁。

金属插板为高电导率金属材料。

带耦合孔的金属插板应成对出现，不同金属插板上的耦合孔大小既可以相等也可以满足二项分布或切比雪夫分布。

插板上的耦合孔位于距公共壁上的轴线四分之一宽边边长处。

有益效果

本发明提出的一种可变耦合度的微波定向耦合器，与现有技术相比，本发明的有益效果是微波定向耦合器的耦合度是可变的，可以自由调节通过定向耦合器实现的采样信号的大小，从而达到更好地测量与分析。

附图说明

图1为；可变耦合度微波定向耦合器的总体结构图，其中，1为主线波导，2为副线波导，3为公共壁镂空插槽，4为带耦合孔或不带耦合孔的金属插板。

图2为：实施例中耦合度最大时，各金属插板情况。

图3为：实施例中耦合度最小时，各金属插板情况。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明公开了一种变耦合度的微波定向耦合器，该定向耦合器采用多孔耦合波导定向耦合器形式，其中主线波导与副线波导公用一个侧壁(宽壁或窄壁)，主线波导轴线与副线波导轴线平行。在公共壁间隔四分之一工作频率波导波长镂空公共壁，使主线波导与副线波导贯通；带有耦合孔的插板为金属板，外形尺寸与镂空的公共壁尺寸相等；在镂空的位置上插入带有不同耦合孔径的插板或没有耦合孔的金属插板即可实现微波定向耦合器耦合度的改变。以带有耦合孔的金属插板代替原公共壁，以四分之一的波导波长镂空公共壁，微波能量通过耦合孔实现耦合，设计仅有两个耦合孔时耦合孔的孔径使其满足所需设计的最小耦合度；在耦合孔两端以四分之一的波导波长的间距成对增加耦合孔，可以在保证定向性的基础下，增加微波定向耦合器的耦合度。改变增加的耦合孔的孔径以得到所需的调节精度(精度越高，则耦合孔越小)。增加耦合孔数量，直至达到所需设计的最大耦合度。这里将公共壁上含有耦合孔的部分独立加工为一系列插板，同时加工一系列相同大小的金属板，可以通过金属板替换插板而实现耦合孔的改变，从而实现微波定向耦合器耦合度的改变，这里一定要注意，为了保证良好的定向性，必须成对替换相应的耦合孔插板。

如图1所示，可变耦合度的微波定向耦合器，包括公共宽壁的主线矩形波导和副线矩形波导、公共壁镂空部分以及带耦合孔或不带耦合孔的金属插板；主线波导和副线波导轴线平行；公共壁镂空部分为长方形；带耦合孔插板外形尺寸与公共壁镂空部分尺寸相等；插板为高电导率金属材料；插板上的耦合孔位于公共壁距轴线四分之一宽边边长处；插板上的耦合孔既可以在波导轴线的一边也可以在波导轴线的两边(两个耦合孔)；插板应成对出现；不同插板上的耦合孔大小既可以相等也可以满足二项分布或切比雪夫分布；成对地改变带耦合孔的插板，可以保证定向耦合器的方向性；采用不同的插板即可实现微波定向耦合器耦合度的调控。

如图2所示，本实施例包括设置有宽边作为公共壁的主线波导和副线波导，其中主线波导是微波能量的传输通道，副线波导为耦合通道，设计中心频率为3GHz可变耦合度微波定向耦合器，在公共壁上每隔四分之一波导波长镂空，镂空部分长度与波导宽边相等，镂空部分宽度等于耦合孔加4mm的插板边距，共镂空14个插槽。插板耦合孔边缘的板厚为1mm，全部插入耦合孔大小为12.4mm的金属插板时，微波定向耦合器耦合度最大，可达6dB，定向性为23dB；将其中部分插板替换为不带耦合孔的金属板时，微波定向耦合器耦合度依次减小，仅留两个耦合孔时，如图3所示，其耦合度最小，耦合度为28dB，定向性为22dB。