S波段高功率矩形波导定向耦合器设计

本文提出一种宽频带、高隔离度定向耦合器的有效设计方法,并设计出一种有应用价值的定向耦合器。根据bethe小孔耦合理论为基础的工程设计方法,按照预定的技术参数,初步设计出等孔径波导定向耦合器的有关参数,在此基础上,利用仿真软件cst对首末两对耦合孔之间的距离进行仿真和优化,使隔离度在高频端的性能得到提高;又通过扩大其余耦合孔之间的距离使得隔离度在低频端也得到了改进,从而提高了隔离度的整体性能。文中设计了一个ka波段的定向耦合器,耦合度的仿真值与-10db的设计要求值相比偏差在0.7db之内,优化后隔离度在整个频带内小于-47.5db。

为实现发射机大功率的准确测量和有效保护,详细阐述了定向耦合器的原理、参数标定和功率测量方法,并以该方法测试已有的发射机输出功率。从测试结果分析得出,该方法具有安装简易、精度高、可动态标定的优点。通过在高频功率源与谐振加速腔之间安装定向同轴耦合器,经测量标定后,可实现在线测量出功率源的输出功率、驻波比,将测量结果反馈给控保和监测系统后,可完成在线大功率测量和设备的可靠控制与保护。

光纤定向耦合器

根据定向耦合器的工作原理及要求,利用hfss软件分析并设计了一款以空气为介质的三阶3db定向耦合器。并在此基础上,使用具有高电压击穿特性的三氧化二铝陶瓷片作为耦合介质,分析并设计了一款高功率三阶3db介质定向耦合器。此介质耦合器在保证足够带宽的前提下,能够提高耦合器的耐压性能,实现了定向耦合器的高功率耦合,从而可以应用于广播电视台大功率(数十千瓦)发射机中。

阐述了平行耦合线定向耦合器的工作原理和设计过程。根据耦合微带线和耦合带状线的主要特征,分别设计了频率为2.5ghz的平行耦合微带线定向耦合器和平行耦合带状线定向耦合器。根据给定耦合器的技术指标,确定耦合器的类型、结构。利用ads软件环境设计了平行耦合线定向耦合器的电路模型,并对定向耦合器的s参数进行仿真、优化,已达到预期的设计要求。由仿真结果可以看出,在频带范围内,耦合带状线定向耦合器的耦合性能优于耦合微带线定向耦合器。

利用hfss进行波导单孔定向耦合器的仿真设计 【摘要】本文介绍了单孔定向耦合器的仿真设计方法，该定向耦合器在一定 条件下的方向性可以达到20db以上，并具有结构简单、驻波小、方向性强等特 点。 【关键词】单孔；定向耦合器；hfss仿真 1.前言 定向耦合器是一种具有一定方向性的分功率器，在微波系统中较为常见，它 能从主传输系统的正向波中按一定比例分出部分功率，而不从反向波中输出功 率，因此可以利用定向耦合器对主传输系统中的入射波进行取样。 较为常见的波导定向耦合器有：单孔定向耦合器、双孔（槽）定向耦合器、 多孔（槽）定向耦合器、十字孔定向耦合器等。虽然单孔定向耦合器结构简单、 性能良好，但在以前一段时间里，由于缺少仿真措施，单孔定向耦合器等微波器 件的设计需要公式的近似计算来解决，实际效果不理想，因此单孔定向耦合器被 采用的较少。但随着科技的发展，仿真软件的出现和完

微波工程-第7章功率分配器与定向耦合器

介绍了一种简单易行的多节定向耦合器设计方法。采用平行耦合线的分析理论得到了多节定向耦合器的耦合度通用表达式,再通过耦合度带内波纹波动最小条件求解得到耦合器的设计参数。最后给出了一个设计实例,耦合器在工作带宽1～4ghz内,插损小于0.4db,耦合度带内波动小于±0.25db,设计数据和实物测试数据具有很好的一致性。

亚美微波yameimicrowave -28- 实验七定向耦合器的性能测量 一、实验目的和要求 应用所学的有关理论知识，理解定向耦合器的工作原理。学会对波导定向耦 合器主、副线的耦合度（c），方向性（d）的测量。 二、实验内容 利用微波测量系统测试波导定向耦合器主、副线的耦合度，方向性。 三、实验原理 1．定向耦合器在微波工程中有着广泛的应用，如可用来监视功率、频率和 频谱，测量传输系统和元器件的反射系数、插入损耗，还可以用作衰减器、功率 分配器等。 2．波导定向耦合器（主、副线皆为矩形波导的定向耦合器）大都通过主、 副波导公共壁上的耦合孔（或槽、缝）进行耦合。主波导中的场通过耦合孔（或 槽、缝）进行耦合，并在副波导中激励起主模场。波导定向耦合器一般可按耦合 孔的规格分为单孔、双孔、多孔定向耦合器、十字形孔耦合器以及裂缝电桥等。 3．bd20-5定向耦合器的外形成十

本文简要介绍了定向耦合器在当今一些领域主要应用,重点介绍了它的主要性能参数和技术指标,并设计线路利用标量网络分析仪对各个端口的传输系数分贝值进行测量以得到定向耦合器性能参数。

为了减少对调试员工的依赖性,提高产品调试速度和检测精度,设计出一种可以实现自动方向性调节的定向耦合器。与传统方法相比,该方法采用pin型二极管代替调节电容,利用其阻抗可变特性,通过偏置电压来调节匹配阻抗,最终实现定向耦合器的自动方向性调节。通过实验验证和最终批量测试数据表明该方法摆脱了传统调节方式对人工的依赖,通过较少的元件实现了自动调节,可以提高检测精度和产品的一致性,产品的调节时间减少了约80%。

研究了高斯常数高斯平滑连接的复合型变耦合系数定向耦合器的开关特性曲线。研究了耦合器各分段长度对开关曲线的影响。数值模拟发现,耦合器各组成部分的参量对耦合器开关曲线尾部的振荡及开关功率的大小均有影响,且呈现出一定的规律性。高斯型波导部分的相对长度以及直波导部分所占份额共同决定了耦合器开关曲线尾部的振荡大小,且开关曲线的振荡与耦合函数的傅里叶变换的振荡密切相关。

文中提出了一种提高定向耦合器分光比精度,特别是互易性的方法。利用耦合器交叉臂90°相移,实现检测分光比之差,从而实现高精度的耦合器。特别是在分光比50:50的情况下,耦合器分光比的偏差仅受限于检测器的灵敏度。对于保偏耦合器,该方法可以分别监控消光比和分光比。用这种方法制作出的光纤耦合器可以应用于光纤陀螺,以保证顺时针和逆时针方向的信号光具有更好的互易性,从而提高陀螺的检测精度。

本科毕业论文（设计、创作） 题目：基于ads的定向耦合器的设计 所在系院：电子电气工程学院专业：电子科学与技术 安徽三联学院毕业论文 1 基于ads的定向耦合器的设计 摘要：在20世纪50年代初，几乎所有的微波设备都采用金属波导和同轴线电路， 那个时候的定向耦合器也多为波导小孔耦合定向耦合器，其理论依据是bethe 小孔耦合理论。定向耦合器是微波系统中应用广泛的一种微波器件，它的本质是 将微波信号按一定的比例进行功率分配。定向耦合器由传输线构成，同轴线、矩 形波导、圆波导、带状线和微带线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。定向耦合器在微波波段有着广泛的应用，其主要用途 有用来监视功率、频率和频谱，把功率进行分配和合成，构成平衡混频器和测量 电桥，利用定向耦合器来测量反射功率系数和功率。本设计主要利用ads2011 软件设计微

提出了小型化微带双分支定向耦合器的设计方案,通过对双分支微带线进行结构等效,解决了传统微带双分支定向耦合器尺寸较大的问题。应用hfss软件对结构进行了优化仿真设计,并制作和测量了一款工作在l波段用于海事卫星通信的微带耦合器样件。该耦合器样件比传统双分支定向耦合器面积缩小了51%,实测结果与仿真结果吻合较好,验证了方案的可行性。

将遗传算法用于多级分支定向耦合器的优化设计并对算法进行了改进。设计中取消了阻抗对称的限制,分支定向耦合器的工作带宽得到了进一步扩展;在标准遗传算法的基础上,引入了最优保存策略和自适应遗传操作,算法的性能得到了提高。仿真表明,用该方法设计的多级分支定向耦合器性能优于其他设计方法。

利用电流连续性证明了波导管壁面上的传导电流和波导腔内的位移电流构成一个闭合回路,提出了应用电流连续性来判定矩形波导管壁电流密度图正确性的新方法。

本文提出利用截止波导理论和均匀传输线的等效网络理论，分析和设计矩形波导纵向金属膜片带通滤波器。由计算结果表明，这种分析和设计方法是可行的。它与传统的设计方法相比，运算量小，计算速度快。

介绍了一种基于常规速调管功率合成和脉冲压缩的微波源系统,为实现多路高峰值功率速调管的功率合成,设计了一种紧凑型、近平面结构的微波功率合成器。在2.856ghz频点处,合成器各端口反射损耗和相对端口隔离度均大于45db。当两路峰值功率为50mw的微波功率合成时,合成器内的最大场强约为9.6mv/m,合成效率大于99%。在四端口功率合成器的基础上,通过两级合成可实现一种八端口微波功率合成器,当四路峰值功率50mw的微波功率合成时,合成器内最大场强约为13.5mv/m。

本文先介绍了分支线正交定向耦合器的概念与工作原理;然后根据该原理在ads2009软件下设计仿真了工作在ka波段的微带线定向耦合器,并对ka波段的耦合器模型进行了改良,使之实际面积缩小的同时能达到原有的性能。

功分器是各种微波系统中的重要组成部件,其特性直接影响到整个系统的性能。为改善功分器的指标,提出了一种六路级联型矩形波导功分器,该功分器在6个输出端口获得了良好的幅相一致性,同时具有不错的回波损耗。借助三维仿真软件设计了一个应用在43.5～45.5ghz频段的六路功分器,对其尺寸进行了优化,并进行了加工和测试。测试结果与仿真结果吻合很好,对所提出功分器的性能进行了验证。

基于光纤陀螺的小型化和工程化设计要求,提出模块化设计概念。设计了一种y型soi波导耦合器,用于光纤陀螺光收发模块。此结构具有形式简单、谱宽、加工工艺成熟和易于实现光电集成等技术优势。理论上分析了波导结构参数对其特征参数(分光比、损耗)的影响,优化参数设计,通过模场匹配理论减小器件损耗。最后,对波导耦合器加工工艺进行了讨论,采用电子束光刻技术加工出波导掩膜版,并对加工工艺参数进行了优化。实验结果表明:所设计的分光比50%:50%波导耦合器,当波导长为25mm时,输入输出波导的间距可以达到300μm,且理论弯曲损耗可忽略不计,可以有效的抑制光源与耦合器的串音干扰。通过优化工艺参数,设计的soi波导耦合器可以满足设计要求。