圆波导-矩形波导小孔耦合定向耦合器设计

设计了圆波导-矩形波导通过小孔耦合的定向耦合器装置,应用于高功率微波器件输出功率测量。利用弱耦合波理论分析了单孔耦合,对单孔耦合进行了理论分析和数值计算,并在HFSS中模拟了中心频率34 GHz、耦合度-40 dB的TE01-TE10单孔耦合,将数值计算结果和模拟结果进行了对比,两者最大差值为0.4 dB,相对误差近1%,从而证实理论分析和数值计算的正确性,证实了此种单孔耦合器不具备定向耦合的条件。在单孔耦合的基础上利用相位叠加原理详细分析了多孔定向耦合阵列原理,得出多孔耦合器且满足反向相位相消的条件才具备定向耦合;为设计此种定向耦合器提供了设计理论和参考依据。在实际加工中只要给出标定的耦合度和方向性系数就可以确定耦合孔尺寸。

基于小孔耦合的毫米波宽带定向耦合器研究

基于小孔耦合理论和电磁场全波分析法,根据正向叠加和反向抵消原则,确定耦合孔半径、间距和数量,并通过HFSS软件进行仿真设计,实现了毫米波段定向耦合器的工作频段展宽;提出了一种新颖的波导腔体三层结构设计方案,解决了波导接触面缝隙切割电流引起的毫米波辐射问题,实现了波导无辐射装配,提高了器件的稳定性和可靠性。成功研制的毫米波W波段宽带、高耦合度定向耦合器在88~102 GHz频段传输损耗0.6 d B,两路输出幅度误差优于±0.3 d B,隔离度大于18 d B。

基于小孔耦合的毫米波宽带定向耦合器研究

本文基于小孔耦合理论和电磁场全波分析法,根据正向叠加和反向抵消原则,确定耦合孔半径、间距和数量,并通过HFSS软件进行仿真设计,实现了毫米波段定向耦合器的工作频段展宽;提出了一种新颖的波导腔体三层结构设计方案,解决了波导接触面缝隙切割电流引起的毫米波辐射问题,实现了波导无辐射装配,提高了器件的稳定性和可靠性。成功研制的毫米波W波段宽带、高耦合度定向耦合器在88-102GHz频段传输损耗0.6d B,两路输出幅度误差优于±0.3d B,隔离度大于18d B。

多程环形腔小孔耦合输出模式的理论分析

利用多元件腔的衍射积分方程及光学ABCD定律 ,得出了多程环形腔小孔耦合输出模式的相关计算公式 .理论分析和迭代法数值计算表明 ,低阶贝塞尔光束是适合多程环形腔的稳定模式 ;

小孔耦合型双通道太赫兹波导定向耦合器设计

提出了一种小孔耦合型双通道太赫兹波导定向耦合器,采用新颖的阶梯结构,将两个单通道耦合器结合,可在双通道内实现相同的耦合输出。研究结果表明,在180~260 GHz的频率范围内,该耦合器的耦合度为10 dB,输出最大误差小于1.6 dB,回波损耗大于25 dB,隔离度大于35 dB,相对带宽达到36%。与传统的太赫兹波导定向耦合器相比,该耦合器能够实现双通道的耦合输出,在太赫兹系统中可用于双通道的功率检测、功率合成与分配。

一种计算微机械小孔耦合微带天线阻抗的新方法

利用传输线模型结合微带线和波导缝隙间的耦合机制 ,结合对有效介电常数的计算 ,提出了一种适用于小孔耦合微带天线以及微机械微带天线工程设计使用的计算方法 ,并利用该方法计算了小孔耦合微带天线的输入阻抗以及微机械结构微带天线的输入阻抗 ,并将其反射损失和其它方法所得结果进行了比较 ,比较结果证实了本文方法的有效性 .

小孔耦合在圆形槽波导中的应用

本文应用电磁场的互易原理以及小孔辐射的工程处理方法 ,分析了不同尺寸圆形槽波导间的小孔耦合情况 ,得到了小孔等效感抗公式 ;然后 ,讨论了圆形槽波导与圆形槽波导腔之间的小孔耦合情形 ;最后 ,进行了数值计算 ,并与实验结果进行了比较 ,二者吻合 ,从而证明了理论分析方法的正确性。

小孔耦合的带状线耦合器

本文利用保角变换求势函数的方法,导出了带状线中的归一化电场分布的封闭形表示式。根据小孔耦合理论给出了带状线间通过公共壁上圆孔耦合的耦合度表示式。实验表明理论值和实验结果间具有良好的一致性。

磷石膏在小孔耦合的微波场中的分解反应研究

为了提高磷石膏的分解率,对磷石膏在小孔耦合的微波场中的分解反应进行了研究,并对硫酸钙的分解机理进行了初步探讨。首先利用仿真模拟计算出微波场强最大值,确定膜片形状及磷石膏最优位置;然后加入不同比例的碳粉与磷石膏混合造粒,得到硫酸钙的分解率及相应产物。试验结果表明,磷石膏在微波条件下的分解反应速度大为加快。

微带传输线间的小孔耦合分析

本文利用保角变换求势函数的方法,导出了微带线中的归一化电场分布的表示式,并根据小孔耦合理论导出了微带线间通过公共壁上圆孔耦合的耦合度表示式。它表明耦合度是频率、小孔半径以及电磁极化率的函数。

波导带状线同轴线型定向耦合器特性

给出了波导带状线同轴线型定向耦合器技术参量的计算表达式,利用Matlab软件定量地研究了耦合器结构尺寸和输入波频率对耦合器的技术参量的影响。数值结果表明:方向角对耦合度及方向性的影响最大;耦合小孔深度对理想方向角影响最大;输入频率在低频端(小于2.0GHz)对理想方向角的影响很大,而在中高频端的影响较小。在波导带状线同轴线型定向耦合器的设计中,除了可以改变小孔大小及旋转方向来满足耦合度和方向性外,还可以通过改变带状线尺寸以及耦合器位置来调节耦合度和方向性。

无限大导体表面孔缝耦合电磁能量分析

为有效设计电子设备 ,有必要了解它的最坏电磁工作环境 ,知道有多少电磁场通过耦合进入系统。采用矩量法分析了任意平面波通过无限大平板上小孔耦合的电磁能量 ,计算了电磁波通过小孔耦合能量传输系数。

一种用于X波段T/R组件的小型化高平坦度耦合器设计

为满足X波段T/R组件定标和校正的需求,组件内部需集成小型化、高性能的耦合器。微带到带状线多阶小孔耦合器在弱耦合情况下具有宽带平坦的耦合特性、体积小、易于与射频有源电路集成,非常方便在T/R组件的LTCC多层基板上实现。在设计过程中,首先根据多阶小孔耦合的基本理论和公式确定小孔的数量和分布特征,再依据实际布局的限制在电磁场仿真软件HFSS中建立参数化模型,最后通过HFSS的调谐优化确定最优的物理参数。仿真表明,该耦合器尺寸小于λ04,带内平坦度优于±0.1 d B。该耦合器完全达到设计要求,可广泛应用于X波段小型化宽带T/R组件中。

小孔的偶极子模型

分析了小孔的偶极子模型，给出了小孔等效磁荷和位函数的积分方程以及电极化率和磁化率的变分公式．

S波段高功率矩形波导定向耦合器的设计

根据Bethe小孔耦合理论,设计出在S波段(1.8～2.6 GHz)电磁波通过矩形波导宽边圆孔耦合的定向耦合器。为提高定向耦合器的方向性,孔径采用切比雪夫孔径分布。根据预定的技术指标,初步设计出等孔间距的波导定向耦合器的有关参数。在此基础上,利用仿真软件CST对小孔厚度和部分孔间的距离进行优化,大大提高定向耦合器的整体性能。

毫米波定向耦合器的设计与优化

根据Bethe小孔耦合理论,结合耦合波衰减因子和场平均修正因子,设计出一定向耦合器,并且利用电磁仿真软件CST进行仿真和优化,在通常等孔间距的情况下,改变了部分孔间距,使其隔离度性能得到了进一步的提高。在设计的30GHz到40GHz的工作频段内,耦合度的仿真值与理论值相比偏差在0.15dB之内,隔离度小于-54dB。最后对实测结果进行了分析,并给出了由各个参数加工误差可能引起的实际误差。

一种新型微波大功率双定向耦合器的设计

分析了现有微波大功率测量装置中定向耦合器的优缺点,提出了一种新型的用于测量微波大功率信号的双定向耦合器。该双定向耦合器可以同时测量传输信号和耦合信号,在小孔耦合的基础上利用耦合片实现信号的耦合。耦合片安装在耦合头内部,耦合头作为一个独立的装置可以根据波导的尺寸调整安装位置。通过调节耦合片与波导的距离,耦合系数可以在一定范围内调节。利用HFSS进行了全波电磁场仿真,在ISM频段利用BJ-26波导验证了设计。该双定向耦合器体积小,易于装配,特别适用于大功率、双向测量的场合。

高功率正交模耦合器的设计

采用波导渐变理论和小孔耦合理论对正交模耦合器进行了设计,计算与实测结果基本吻合,该设计方法对类似元件的工程设计有一定的借鉴作用。

Ka波段定向耦合器的优化设计

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。

0.5 THz波导双定向耦合器设计

介绍了0.5THz波导双定向耦合器的原理分析及仿真设计。采用双排多孔等间距不等孔径的方案,设计了0.325~0.5THz宽带波导双定向耦合器,并给出了仿真及测试曲线。测试结果显示,0.5THz波导双定向耦合器在0.325~0.5THz全波导带宽内耦合度为(7.6±1)dB,方向性大于18 dB,输入端口回波损耗大于16 dB。该耦合器性能优越,已用于S参数测试系统中。