【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于毫米波太赫兹定向耦合器，具体涉及一种基于错位分支波导结构的超宽带e面分支波导耦合器。
技术介绍
1、定向耦合器是用于功率分配的四端口无源元件，在微波系统中应用广泛，在电子对抗、通信系统、雷达系统以及测量仪器中有着不可缺少的作用。定向耦合器的主要用途有合成/分配功率、扩大功率量程、监测信号功率和频谱等，在一些重要的微波测量仪器中如矢量网络分析仪、反射计等，定向耦合器也有着比较广泛的应用。太赫兹频段作为当前电子技术为解决未来电磁波频谱拥挤问题而开拓的主要频段，在通信、反恐侦测和天文探测等方面受到了广泛的关注，因而研究工作于毫米波频段甚至是太赫兹频段的定向耦合器具有非常高的应用价值。
2、在毫米波频段乃至太赫兹频段，随着频率的增加，电路尺寸急剧减小，导致传统微带线耦合器加工困难。而波导定向耦合器是一种非常常用的能够在毫米波或太赫兹波段内实现功率分配/合成的电路结构，其中e面分支波导定向耦合器是一种四端口的紧耦合正交混合电桥，具有各端口匹配、隔离度高、方向性好、插入损耗小等优点，改善了三端口元件的不足，而且具有高功率容量的特性，使其在大功率合成中具有非常高的应用潜力，文献1(reed,j."the multiple branch waveguide coupler."i.r.e.transactions onmicrowave theory and techniques 6.4(1958):398-403.)中提出的传统五分支波导结构如图1所示。
3、目前已报道的e面分支波导定向耦合器大部分基于图1
4、同时为了实现更宽的工作带宽，除了增加分支数量这种方法，目前还会通过增加一些匹配支节以提升e面分支波导定向耦合器的工作带宽，但是会牺牲其他指标，如牺牲回波损耗和隔离度的性能。以文献3(rashid,hawal,meledin,denis,desmaris,vincent,andbelitsky,victor."novel waveguide 3db hybrid with improved amplitudeimbalance."ieee microwave and wireless components letters 24.4(2014):212-14.)为例，采用八分支波导结构，通过在主波导上增加支节结构(从中间分支波导结构向外开槽)，引入带内纹波，进而优化改善定向耦合器的带宽，相对带宽可以达到22％，但是随之牺牲的是隔离度、回波损耗以及相位不平坦度的指标。从仿真结果中可以看出，s11和s41在工作频带内处于-16db左右，并且相位不平坦度2.5度，这不利于定向耦合器在整个系统中的应用。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中工作带宽与回波损耗、隔离度等性能无法同时改善的问题，本专利技术提供了一种基于错位分支波导结构的超宽带e面分支波导耦合器。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种基于错位分支波导结构的超宽带e面分支波导耦合器，包括两个并排设置的主波导，以及至少一个位于两个主波导e面之间的错位分支波导结构。
4、进一步地，两个主波导为标准矩形波导。
5、进一步地，两个主波导之间的间距t等于错位分支波导结构的长度，具体为超宽带e面分支波导耦合器的中心工作频率对应的波长的1/4。
6、进一步地，以主波导内的信号传播方向为错位分支波导结构的高度方向，错位分支波导结构的高度h大于传统多分支波导定向耦合器的分支波导结构高度。
7、进一步地，以主波导的宽边方向为错位分支波导结构的宽度方向，错位分支波导结构的宽度a与主波导的宽边尺寸相同，并在宽度的a/2位置沿高度方向形成不超过h的阶梯错位。
8、进一步地，当超宽带e面分支波导耦合器包括多个错位分支波导结构时，各错位分支波导结构的结构和尺寸均相同，在两个主波导e面之间等间距排布，并且阶梯错位方向一致。
9、本专利技术的有益效果为：
10、1、本专利技术提出了一种基于错位分支波导结构的超宽带e面分支波导耦合器，利用具有阶梯错位的错位分支波导结构激励出te201谐振模，在带外产生传输零点以优化带宽，在提升耦合器工作带宽的同时，改善回波损耗和隔离度；
11、2、本专利技术由于采用错位分支波导结构，在保证与传统多分支波导定向耦合器的分支波导结构数量和耦合比相同的情况下，大幅提升分支波导结构的高度h，将允许更大直径的铣刀进行产品加工，且无需进行倒角处理，有利于降低加工难度和成本，提高设计精度；
12、3、当分支波导结构内激励出te301谐振模时，微小的加工误差会导致在带内激励出te201谐振模，导致整体性能恶化，本专利技术通过在错位分支波导结构内激励出te201谐振模，可有效避免上述问题。
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1.一种基于错位分支波导结构的超宽带E面分支波导耦合器，其特征在于，包括两个并排设置的主波导，以及至少一个位于两个主波导E面之间的错位分支波导结构。
2.根据权利要求1所述基于错位分支波导结构的超宽带E面分支波导耦合器，其特征在于，两个主波导为标准矩形波导。
3.根据权利要求1所述基于错位分支波导结构的超宽带E面分支波导耦合器，其特征在于，两个主波导之间的间距t等于错位分支波导结构的长度，具体为超宽带E面分支波导耦合器的中心工作频率对应的波长的1/4。
4.根据权利要求3所述基于错位分支波导结构的超宽带E面分支波导耦合器，其特征在于，以主波导内的信号传播方向为错位分支波导结构的高度方向，主波导的宽边方向为错位分支波导结构的宽度方向，错位分支波导结构的宽度a与主波导的宽边尺寸相同，并在宽度的a/2位置沿高度方向形成不超过h的阶梯错位。
5.根据权利要求1所述基于错位分支波导结构的超宽带E面分支波导耦合器，其特征在于，当超宽带E面分支波导耦合器包括多个错位分支波导结构时，各错位分支波导结构的结构和尺寸均相同，在两个主波导E面之间等间距排
...【技术特征摘要】
1.一种基于错位分支波导结构的超宽带e面分支波导耦合器，其特征在于，包括两个并排设置的主波导，以及至少一个位于两个主波导e面之间的错位分支波导结构。
2.根据权利要求1所述基于错位分支波导结构的超宽带e面分支波导耦合器，其特征在于，两个主波导为标准矩形波导。
3.根据权利要求1所述基于错位分支波导结构的超宽带e面分支波导耦合器，其特征在于，两个主波导之间的间距t等于错位分支波导结构的长度，具体为超宽带e面分支波导耦合器的中心工作频率对应的波长的1/4。
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张波，戴炳礼，袁军，张宇驰，牛中乾，丰益年，樊勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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