S波段高功率矩形波導(dǎo)定向耦合器設(shè)計(jì)

本文提出一種寬頻帶、高隔離度定向耦合器的有效設(shè)計(jì)方法,并設(shè)計(jì)出一種有應(yīng)用價(jià)值的定向耦合器。根據(jù)bethe小孔耦合理論為基礎(chǔ)的工程設(shè)計(jì)方法,按照預(yù)定的技術(shù)參數(shù),初步設(shè)計(jì)出等孔徑波導(dǎo)定向耦合器的有關(guān)參數(shù),在此基礎(chǔ)上,利用仿真軟件cst對首末兩對耦合孔之間的距離進(jìn)行仿真和優(yōu)化,使隔離度在高頻端的性能得到提高;又通過擴(kuò)大其余耦合孔之間的距離使得隔離度在低頻端也得到了改進(jìn),從而提高了隔離度的整體性能。文中設(shè)計(jì)了一個(gè)ka波段的定向耦合器,耦合度的仿真值與-10db的設(shè)計(jì)要求值相比偏差在0.7db之內(nèi),優(yōu)化后隔離度在整個(gè)頻帶內(nèi)小于-47.5db。

為實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)大功率的準(zhǔn)確測量和有效保護(hù),詳細(xì)闡述了定向耦合器的原理、參數(shù)標(biāo)定和功率測量方法,并以該方法測試已有的發(fā)射機(jī)輸出功率。從測試結(jié)果分析得出,該方法具有安裝簡易、精度高、可動態(tài)標(biāo)定的優(yōu)點(diǎn)。通過在高頻功率源與諧振加速腔之間安裝定向同軸耦合器,經(jīng)測量標(biāo)定后,可實(shí)現(xiàn)在線測量出功率源的輸出功率、駐波比,將測量結(jié)果反饋給控保和監(jiān)測系統(tǒng)后,可完成在線大功率測量和設(shè)備的可靠控制與保護(hù)。

光纖定向耦合器

根據(jù)定向耦合器的工作原理及要求,利用hfss軟件分析并設(shè)計(jì)了一款以空氣為介質(zhì)的三階3db定向耦合器。并在此基礎(chǔ)上,使用具有高電壓擊穿特性的三氧化二鋁陶瓷片作為耦合介質(zhì),分析并設(shè)計(jì)了一款高功率三階3db介質(zhì)定向耦合器。此介質(zhì)耦合器在保證足夠帶寬的前提下,能夠提高耦合器的耐壓性能,實(shí)現(xiàn)了定向耦合器的高功率耦合,從而可以應(yīng)用于廣播電視臺大功率(數(shù)十千瓦)發(fā)射機(jī)中。

闡述了平行耦合線定向耦合器的工作原理和設(shè)計(jì)過程。根據(jù)耦合微帶線和耦合帶狀線的主要特征,分別設(shè)計(jì)了頻率為2.5ghz的平行耦合微帶線定向耦合器和平行耦合帶狀線定向耦合器。根據(jù)給定耦合器的技術(shù)指標(biāo),確定耦合器的類型、結(jié)構(gòu)。利用ads軟件環(huán)境設(shè)計(jì)了平行耦合線定向耦合器的電路模型,并對定向耦合器的s參數(shù)進(jìn)行仿真、優(yōu)化,已達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。由仿真結(jié)果可以看出,在頻帶范圍內(nèi),耦合帶狀線定向耦合器的耦合性能優(yōu)于耦合微帶線定向耦合器。

利用hfss進(jìn)行波導(dǎo)單孔定向耦合器的仿真設(shè)計(jì) 【摘要】本文介紹了單孔定向耦合器的仿真設(shè)計(jì)方法，該定向耦合器在一定 條件下的方向性可以達(dá)到20db以上，并具有結(jié)構(gòu)簡單、駐波小、方向性強(qiáng)等特 點(diǎn)。 【關(guān)鍵詞】單孔；定向耦合器；hfss仿真 1.前言 定向耦合器是一種具有一定方向性的分功率器，在微波系統(tǒng)中較為常見，它 能從主傳輸系統(tǒng)的正向波中按一定比例分出部分功率，而不從反向波中輸出功 率，因此可以利用定向耦合器對主傳輸系統(tǒng)中的入射波進(jìn)行取樣。 較為常見的波導(dǎo)定向耦合器有：單孔定向耦合器、雙孔（槽）定向耦合器、 多孔（槽）定向耦合器、十字孔定向耦合器等。雖然單孔定向耦合器結(jié)構(gòu)簡單、 性能良好，但在以前一段時(shí)間里，由于缺少仿真措施，單孔定向耦合器等微波器 件的設(shè)計(jì)需要公式的近似計(jì)算來解決，實(shí)際效果不理想，因此單孔定向耦合器被 采用的較少。但隨著科技的發(fā)展，仿真軟件的出現(xiàn)和完

微波工程-第7章功率分配器與定向耦合器

介紹了一種簡單易行的多節(jié)定向耦合器設(shè)計(jì)方法。采用平行耦合線的分析理論得到了多節(jié)定向耦合器的耦合度通用表達(dá)式,再通過耦合度帶內(nèi)波紋波動最小條件求解得到耦合器的設(shè)計(jì)參數(shù)。最后給出了一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例,耦合器在工作帶寬1～4ghz內(nèi),插損小于0.4db,耦合度帶內(nèi)波動小于±0.25db,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)物測試數(shù)據(jù)具有很好的一致性。

亞美微波yameimicrowave -28- 實(shí)驗(yàn)七定向耦合器的性能測量 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?應(yīng)用所學(xué)的有關(guān)理論知識，理解定向耦合器的工作原理。學(xué)會對波導(dǎo)定向耦 合器主、副線的耦合度（c），方向性（d）的測量。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 利用微波測量系統(tǒng)測試波導(dǎo)定向耦合器主、副線的耦合度，方向性。 三、實(shí)驗(yàn)原理 1．定向耦合器在微波工程中有著廣泛的應(yīng)用，如可用來監(jiān)視功率、頻率和 頻譜，測量傳輸系統(tǒng)和元器件的反射系數(shù)、插入損耗，還可以用作衰減器、功率 分配器等。 2．波導(dǎo)定向耦合器（主、副線皆為矩形波導(dǎo)的定向耦合器）大都通過主、 副波導(dǎo)公共壁上的耦合孔（或槽、縫）進(jìn)行耦合。主波導(dǎo)中的場通過耦合孔（或 槽、縫）進(jìn)行耦合，并在副波導(dǎo)中激勵(lì)起主模場。波導(dǎo)定向耦合器一般可按耦合 孔的規(guī)格分為單孔、雙孔、多孔定向耦合器、十字形孔耦合器以及裂縫電橋等。 3．bd20-5定向耦合器的外形成十

本文簡要介紹了定向耦合器在當(dāng)今一些領(lǐng)域主要應(yīng)用,重點(diǎn)介紹了它的主要性能參數(shù)和技術(shù)指標(biāo),并設(shè)計(jì)線路利用標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀對各個(gè)端口的傳輸系數(shù)分貝值進(jìn)行測量以得到定向耦合器性能參數(shù)。

為了減少對調(diào)試員工的依賴性,提高產(chǎn)品調(diào)試速度和檢測精度,設(shè)計(jì)出一種可以實(shí)現(xiàn)自動方向性調(diào)節(jié)的定向耦合器。與傳統(tǒng)方法相比,該方法采用pin型二極管代替調(diào)節(jié)電容,利用其阻抗可變特性,通過偏置電壓來調(diào)節(jié)匹配阻抗,最終實(shí)現(xiàn)定向耦合器的自動方向性調(diào)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和最終批量測試數(shù)據(jù)表明該方法擺脫了傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式對人工的依賴,通過較少的元件實(shí)現(xiàn)了自動調(diào)節(jié),可以提高檢測精度和產(chǎn)品的一致性,產(chǎn)品的調(diào)節(jié)時(shí)間減少了約80%。

研究了高斯常數(shù)高斯平滑連接的復(fù)合型變耦合系數(shù)定向耦合器的開關(guān)特性曲線。研究了耦合器各分段長度對開關(guān)曲線的影響。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),耦合器各組成部分的參量對耦合器開關(guān)曲線尾部的振蕩及開關(guān)功率的大小均有影響,且呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。高斯型波導(dǎo)部分的相對長度以及直波導(dǎo)部分所占份額共同決定了耦合器開關(guān)曲線尾部的振蕩大小,且開關(guān)曲線的振蕩與耦合函數(shù)的傅里葉變換的振蕩密切相關(guān)。

文中提出了一種提高定向耦合器分光比精度,特別是互易性的方法。利用耦合器交叉臂90°相移,實(shí)現(xiàn)檢測分光比之差,從而實(shí)現(xiàn)高精度的耦合器。特別是在分光比50:50的情況下,耦合器分光比的偏差僅受限于檢測器的靈敏度。對于保偏耦合器,該方法可以分別監(jiān)控消光比和分光比。用這種方法制作出的光纖耦合器可以應(yīng)用于光纖陀螺,以保證順時(shí)針和逆時(shí)針方向的信號光具有更好的互易性,從而提高陀螺的檢測精度。

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作） 題目：基于ads的定向耦合器的設(shè)計(jì) 所在系院：電子電氣工程學(xué)院專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù) 安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文 1 基于ads的定向耦合器的設(shè)計(jì) 摘要：在20世紀(jì)50年代初，幾乎所有的微波設(shè)備都采用金屬波導(dǎo)和同軸線電路， 那個(gè)時(shí)候的定向耦合器也多為波導(dǎo)小孔耦合定向耦合器，其理論依據(jù)是bethe 小孔耦合理論。定向耦合器是微波系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的一種微波器件，它的本質(zhì)是 將微波信號按一定的比例進(jìn)行功率分配。定向耦合器由傳輸線構(gòu)成，同軸線、矩 形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、帶狀線和微帶線都可構(gòu)成定向耦合器，所以從結(jié)構(gòu)來看定向耦 合器種類繁多，差異很大。定向耦合器在微波波段有著廣泛的應(yīng)用，其主要用途 有用來監(jiān)視功率、頻率和頻譜，把功率進(jìn)行分配和合成，構(gòu)成平衡混頻器和測量 電橋，利用定向耦合器來測量反射功率系數(shù)和功率。本設(shè)計(jì)主要利用ads2011 軟件設(shè)計(jì)微

提出了小型化微帶雙分支定向耦合器的設(shè)計(jì)方案,通過對雙分支微帶線進(jìn)行結(jié)構(gòu)等效,解決了傳統(tǒng)微帶雙分支定向耦合器尺寸較大的問題。應(yīng)用hfss軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化仿真設(shè)計(jì),并制作和測量了一款工作在l波段用于海事衛(wèi)星通信的微帶耦合器樣件。該耦合器樣件比傳統(tǒng)雙分支定向耦合器面積縮小了51%,實(shí)測結(jié)果與仿真結(jié)果吻合較好,驗(yàn)證了方案的可行性。

將遺傳算法用于多級分支定向耦合器的優(yōu)化設(shè)計(jì)并對算法進(jìn)行了改進(jìn)。設(shè)計(jì)中取消了阻抗對稱的限制,分支定向耦合器的工作帶寬得到了進(jìn)一步擴(kuò)展;在標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的基礎(chǔ)上,引入了最優(yōu)保存策略和自適應(yīng)遺傳操作,算法的性能得到了提高。仿真表明,用該方法設(shè)計(jì)的多級分支定向耦合器性能優(yōu)于其他設(shè)計(jì)方法。

利用電流連續(xù)性證明了波導(dǎo)管壁面上的傳導(dǎo)電流和波導(dǎo)腔內(nèi)的位移電流構(gòu)成一個(gè)閉合回路,提出了應(yīng)用電流連續(xù)性來判定矩形波導(dǎo)管壁電流密度圖正確性的新方法。

本文提出利用截止波導(dǎo)理論和均勻傳輸線的等效網(wǎng)絡(luò)理論，分析和設(shè)計(jì)矩形波導(dǎo)縱向金屬膜片帶通濾波器。由計(jì)算結(jié)果表明，這種分析和設(shè)計(jì)方法是可行的。它與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比，運(yùn)算量小，計(jì)算速度快。

介紹了一種基于常規(guī)速調(diào)管功率合成和脈沖壓縮的微波源系統(tǒng),為實(shí)現(xiàn)多路高峰值功率速調(diào)管的功率合成,設(shè)計(jì)了一種緊湊型、近平面結(jié)構(gòu)的微波功率合成器。在2.856ghz頻點(diǎn)處,合成器各端口反射損耗和相對端口隔離度均大于45db。當(dāng)兩路峰值功率為50mw的微波功率合成時(shí),合成器內(nèi)的最大場強(qiáng)約為9.6mv/m,合成效率大于99%。在四端口功率合成器的基礎(chǔ)上,通過兩級合成可實(shí)現(xiàn)一種八端口微波功率合成器,當(dāng)四路峰值功率50mw的微波功率合成時(shí),合成器內(nèi)最大場強(qiáng)約為13.5mv/m。

本文先介紹了分支線正交定向耦合器的概念與工作原理;然后根據(jù)該原理在ads2009軟件下設(shè)計(jì)仿真了工作在ka波段的微帶線定向耦合器,并對ka波段的耦合器模型進(jìn)行了改良,使之實(shí)際面積縮小的同時(shí)能達(dá)到原有的性能。

功分器是各種微波系統(tǒng)中的重要組成部件,其特性直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。為改善功分器的指標(biāo),提出了一種六路級聯(lián)型矩形波導(dǎo)功分器,該功分器在6個(gè)輸出端口獲得了良好的幅相一致性,同時(shí)具有不錯(cuò)的回波損耗。借助三維仿真軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)應(yīng)用在43.5～45.5ghz頻段的六路功分器,對其尺寸進(jìn)行了優(yōu)化,并進(jìn)行了加工和測試。測試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合很好,對所提出功分器的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。

基于光纖陀螺的小型化和工程化設(shè)計(jì)要求,提出模塊化設(shè)計(jì)概念。設(shè)計(jì)了一種y型soi波導(dǎo)耦合器,用于光纖陀螺光收發(fā)模塊。此結(jié)構(gòu)具有形式簡單、譜寬、加工工藝成熟和易于實(shí)現(xiàn)光電集成等技術(shù)優(yōu)勢。理論上分析了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)對其特征參數(shù)(分光比、損耗)的影響,優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì),通過模場匹配理論減小器件損耗。最后,對波導(dǎo)耦合器加工工藝進(jìn)行了討論,采用電子束光刻技術(shù)加工出波導(dǎo)掩膜版,并對加工工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)的分光比50%:50%波導(dǎo)耦合器,當(dāng)波導(dǎo)長為25mm時(shí),輸入輸出波導(dǎo)的間距可以達(dá)到300μm,且理論彎曲損耗可忽略不計(jì),可以有效的抑制光源與耦合器的串音干擾。通過優(yōu)化工藝參數(shù),設(shè)計(jì)的soi波導(dǎo)耦合器可以滿足設(shè)計(jì)要求。