[其他]寬帶短縫混合式耦合器

在審

• 申請號: 101987000002309
• 申請日: 1987-03-26
• 公開（公告）號: CN1003902B
• 公開（公告）日: 1989-04-12
• 發明（設計）人: 張·多納德·C·D;旺·蒙·H
• 申請（專利權）人: 休斯航空公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄒光新

一個混合式波導耦合器由一對公共一個側壁的矩形截面波導構成。在該側壁上的一個窗孔提供了這對波導中的第一個與第二個之間的電磁能量的耦合。一個輸入端位于第一波導的一端。一對臺階狀的多層臺座相對著該耦合窗孔安置在該兩波導的外側壁上。選擇臺座臺面的尺寸來參差調諧該耦合器的頻率響應，以便實現寬帶工作。

本申請是題為“相位補償了的混合式耦合器”（Phase Compensated Hybrid Coupler）申請于1985年10月2日的、申請序號為782，677，并且轉讓給受讓本申請的同一個受讓人的專利申請的部份繼續申請。

本發明涉及可工作于微波頻率的電氣耦合器件，更詳細地涉及改進了的寬帶短縫耦合器。

混合式耦合器被廣泛地用于微波電路中，用來將一個波導里的導磁能量的一部分耦合到另一個波導中去，在某些情況下，耦合比率是二分之一，以便在兩個波導之間產生對等的功率分割。在另一些情況下，可能是較小數量的功率，例如功率的四分之一或十分之一，被從一個波導耦合到第二個波導。在通稱為混合式耦合器的一個常見的耦合器結構中，該兩個波導被相互鄰貼著并平行地放置在一起，以共有一個公共的波導壁。公共壁上的一個小孔或縫隙提供了電磁能量的合。

雖然這種耦合器能令人滿意地在相對地窄的頻率帶寬上工作，例如X波段的3dB（分貝）耦合器的帶寬在5～15%范圍內;但在相當寬闊的帶寬上其性能就一直不能令人滿意。

所以，提供一種可工作于微波頻率的、寬帶的、和結構緊湊的混合式耦合器就代表了技術上的一個進展。

本發明提供了一種寬帶短縫混合式波導耦合器，其兩個波導是側壁貼著側壁放置著的，每一根波導由一些金屬壁構成，即把兩個寬壁與兩個側壁聯接成具有矩形截面的形狀。這兩根波導共有一個公共的側壁。提供混合式耦合的一個耦合窗孔位于該公共側壁上，這種通過公共壁上的窗孔將電磁能量從第一波導耦合到第二波導的混合式耦合法固有地引進一個-90°的相位移。該耦合器的一個輸入端位于第一波導并在耦合窗孔的一側。該混合式耦合器具有兩個輸出端，這兩個輸出端是位于第一波導的一個直通端口和另一個位于第二波導的耦合端口，它們都在耦合窗孔的遠離輸入端的另外一側。

根據本發明，在面對著的兩個波導的側壁上配置了一對臺階狀的臺座以減小該兩波導在耦合窗孔處的寬度。該臺階狀臺座是幾層包括豎面和臺面的結構，其尺寸按照參差調諧偶合器的頻率響應來選擇。一組臺面使得在一個子頻帶上取得頻率響應的峰值;其他幾組臺面使得在相鄰的子頻帶上取得頻率響應的峰值，由參差調諧完成的合成的振幅頻率響應相對地來說是寬帶的。

以上所說的情況和本發明的其它特點是結合了所附插圖的下列描述來闡明的。在所有這些插圖中用同樣的說明字符來辨別相應的部位，其中：

圖1是本發明帶補償的耦合器的端視圖;

圖2是該耦合器沿圖1中2-2線截面的平面圖;

圖3是該耦合器沿圖1中3-3線的縱向剖面圖;

圖4是該耦合器沿圖1中4-4線的縱向剖面圖;

圖5是這個帶補償的耦合器的兩個移相段的每一段的相位移對頻率的曲線圖。

圖6是本發明的不帶相位補償的寬帶耦合器的端視圖;

圖7是圖6所示的耦合器沿圖6中7-7線剖面的平面圖;

圖8是圖6中的耦合器沿圖6中8-8線的縱向剖面圖;

圖9是圖6中的耦合器沿圖6中9-9線的縱向剖面圖;

圖10是圖6所示耦合器的特定調諧段的振幅頻率響應的定性曲線;

圖11是圖6所示耦合器的合成振幅頻率響應的定性曲線。