[其他]宽带短缝混合式耦合器

说明书

一个混合式波导耦合器由一对公共一个侧壁的矩形截面波导构成。在该侧壁上的一个窗孔提供了这对波导中的第一个与第二个之间的电磁能量的耦合。一个输入端位于第一波导的一端。一对台阶状的多层台座相对着该耦合窗孔安置在该两波导的外侧壁上。选择台座台面的尺寸来参差调谐该耦合器的频率响应，以便实现宽带工作。

本申请是题为“相位补偿了的混合式耦合器”（Phase Compensated Hybrid Coupler）申请于1985年10月2日的、申请序号为782，677，并且转让给受让本申请的同一个受让人的专利申请的部份继续申请。

本发明涉及可工作于微波频率的电气耦合器件，更详细地涉及改进了的宽带短缝耦合器。

混合式耦合器被广泛地用于微波电路中，用来将一个波导里的导磁能量的一部分耦合到另一个波导中去，在某些情况下，耦合比率是二分之一，以便在两个波导之间产生对等的功率分割。在另一些情况下，可能是较小数量的功率，例如功率的四分之一或十分之一，被从一个波导耦合到第二个波导。在通称为混合式耦合器的一个常见的耦合器结构中，该两个波导被相互邻贴着并平行地放置在一起，以共有一个公共的波导壁。公共壁上的一个小孔或缝隙提供了电磁能量的合。

虽然这种耦合器能令人满意地在相对地窄的频率带宽上工作，例如X波段的3dB（分贝）耦合器的带宽在5～15%范围内;但在相当宽阔的带宽上其性能就一直不能令人满意。

所以，提供一种可工作于微波频率的、宽带的、和结构紧凑的混合式耦合器就代表了技术上的一个进展。

本发明提供了一种宽带短缝混合式波导耦合器，其两个波导是侧壁贴着侧壁放置着的，每一根波导由一些金属壁构成，即把两个宽壁与两个侧壁联接成具有矩形截面的形状。这两根波导共有一个公共的侧壁。提供混合式耦合的一个耦合窗孔位于该公共侧壁上，这种通过公共壁上的窗孔将电磁能量从第一波导耦合到第二波导的混合式耦合法固有地引进一个-90°的相位移。该耦合器的一个输入端位于第一波导并在耦合窗孔的一侧。该混合式耦合器具有两个输出端，这两个输出端是位于第一波导的一个直通端口和另一个位于第二波导的耦合端口，它们都在耦合窗孔的远离输入端的另外一侧。

根据本发明，在面对着的两个波导的侧壁上配置了一对台阶状的台座以减小该两波导在耦合窗孔处的宽度。该台阶状台座是几层包括竖面和台面的结构，其尺寸按照参差调谐偶合器的频率响应来选择。一组台面使得在一个子频带上取得频率响应的峰值;其他几组台面使得在相邻的子频带上取得频率响应的峰值，由参差调谐完成的合成的振幅频率响应相对地来说是宽带的。

以上所说的情况和本发明的其它特点是结合了所附插图的下列描述来阐明的。在所有这些插图中用同样的说明字符来辨别相应的部位，其中：

图1是本发明带补偿的耦合器的端视图;

图2是该耦合器沿图1中2-2线截面的平面图;

图3是该耦合器沿图1中3-3线的纵向剖面图;

图4是该耦合器沿图1中4-4线的纵向剖面图;

图5是这个带补偿的耦合器的两个移相段的每一段的相位移对频率的曲线图。

图6是本发明的不带相位补偿的宽带耦合器的端视图;

图7是图6所示的耦合器沿图6中7-7线剖面的平面图;

图8是图6中的耦合器沿图6中8-8线的纵向剖面图;

图9是图6中的耦合器沿图6中9-9线的纵向剖面图;

图10是图6所示耦合器的特定调谐段的振幅频率响应的定性曲线;

图11是图6所示耦合器的合成振幅频率响应的定性曲线。