双导体传输线定向耦合器

摘要

本发明提供了一种双导体传输线定向耦合器。采用微带或带线代替矩形波导，传输线的横截面尺寸可以被显著缩小。通过在所述微带或带线的信号金属片和所述矩形波导管之间添加介质，可以进一步缩小传输线的横截面尺寸，从而进一步缩小的定向耦合器的体积。本发明可以广泛用于雷达、导弹制导、通信及微波加热等领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种定向耦合器。具体地说，是涉及一种紧凑型双导体传输线高功率定向耦合器。

背景技术

高功率微波系统常常采用波导作为传输线输送微波能量,但又常常因为负载失配导致能量的反射。这种失配不仅将显著地降低系统的效率，而且反射的能量反向传输到微波源可能影响微波源的工作稳定性甚至烧毁微波源。因此，在微波源与负载之间，常常需要添加波导调配器和波导定向耦合器。通过改变波导调配器的销钉的插入深度，从波导定向耦合器分别耦合出正向和反向两个方向的微波能量，我们可以实现微波系统的良好匹配。因此，波导定向耦合器在微波系统的调配中应用广泛。但是,在低频微波和射频频段，矩形波导的尺寸很大，波导调配器和定向耦合器也就会很大。比如，在108MHz频率，波导的横截面宽为2000毫米，高为1000毫米左右，采用这种矩形波导的波导调配器和波导定向耦合器失去了使用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双导体传输线定向耦合器。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种双导体传输线定向耦合器，包括一根轴线沿Z方向的双导体传输线，位于所述双导体传输线的上内壁或下内壁上的至少一个与所述双导体传输线连通的耦合孔，位于每个所述耦合孔附近并与之连通的一个耦合腔，位于每一个所述耦合腔中的一根耦合导体，内导体伸入每个所述耦合腔中并分别与其中的所述耦合导体的一端连通的两个同轴接头；所述耦合导体与所述耦合腔的内壁不连接；所述X、Y和Z方向构成直角坐标系。

这里的双导体传输线为微带或者带线。

为了提高所述双导体传输线定向耦合器的方向性，我们让所述耦合孔的沿Y方向的中心线偏离所述双导体传输线的沿X方向的横向中心位置至少自由空间的工作波长的0.05倍。

较佳的设计，所述耦合孔的形状为长方体，其长边与所述双导体传输线的轴线方向平行；所述耦合腔的形状为长方体，其长边与所述双导体传输线的轴线方向平行；所述耦合导体的形状为长方体，其长边与所述双导体传输线的轴线方向平行。

在以上方案中，所述双导体传输线定向耦合器可以只有一个耦合孔。该耦合孔可以设置在双导体传输线的上内壁上，也可以设置在双导体传输线的下内壁上。同时，所述双导体传输线定向耦合器可以有两个耦合孔。该耦合孔可以全部设置在传输线的上内壁上，也可以同时设置在传输线的上内壁和下内壁上。本发明具有的有益效果：

本发明提供了一种双导体传输线定向耦合器。采用双导体代替矩形波导，传输线的横截面尺寸可以被显著缩小,可以实现非常紧凑的定向耦合器,特别是在108MHz的射频频率。

附图说明

图1为本发明和实施实例1和2的俯视示意图。

图2为实施实例1的Z向示意图。

图3为实施实例1的AA向剖视图。

图4为实施实例2的Z向示意图。

图5为实施实例2的AA向剖视图。

附图中标号对应名称：1-双导体传输线，2-耦合孔，3-耦合腔，4-耦合导体，5-同轴接头，7-介质，9-金属片。

本说明书中部分名词规定如下：

水平方向，也就是位于水平面内的方向，即位于XZ平面内的方向。

垂直方向，也就是与水平面垂直向上的方向。

上方，指Y方向。

下方，指-Y方向。

左方，指X方向。

右方，指-X方向。

具体实施方式

实施实例1

如图1-3所示。

一种双导体传输线定向耦合器，包括一根轴线沿Z方向的双导体传输线1，位于所述双导体传输线1的上内壁上的两个与所述双导体传输线1连通的耦合孔2，位于每个所述耦合孔2附近并与之连通的一个耦合腔3，位于每一个所述耦合腔3中的一根耦合导体4，内导体伸入每个所述耦合腔3中并分别与其中的所述耦合导体4的一端连通的两个同轴接头5；所述耦合导体4与所述耦合腔3的内壁不连接；所述X、Y和Z方向构成直角坐标系。

所述双导体传输线1包括矩形波导管，设置在所述波导管中的金属片9和介于所述金属片9和矩形波导管的下内壁之间的介质7；所述双导体传输线1为微带。

实施实例2

如图1、4、5所示。与实施实例1相比，不同之处仅在于，所述双导体传输线1包括矩形波导管，设置在所述波导管中的金属片9和介于所述金属片9和矩形波导管的上内壁和下内壁之间的介质7；所述双导体传输线1为带线。

以上给出了一种本发明的实施实例。实际的实现方式远比这里列举的更丰富。该紧凑型波导双向耦合器一般采用数控铣床加工完成。为了便于实现该紧凑型波导双向耦合器，某些部分的内部棱角需要倒角处理。这种倒角必须纳入该器件的建模计算中。每一种实现方式的具体设计都需要根据微波传输线理论、模式匹配理论等具体计算。也可以利用通用的三维商用软件建模计算。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。