真空电子技术

VACUUMELECTRONICS

工艺与应用

E面波导3dB耦合器的设计

李 军,方建洪,冯 皓

(中航雷达与电子设备研究院,江苏无锡214063)

DesignofE WaveguideDirectionalCoupler

LIJun,FANGJian hong,FENGHao

(InstitueofRadarandAvionicsofAVIC,Wuxi214063,China)

Abstract:AnewstructureanddesignmethodisproposedbyresearchingontraditionalE slotwaveguidecoupler.Thekeydimensionsofthestructurearesimulatedandoptimized.Aprototypeisman

ufacturedbasedonthesimulation.Thetestresultsmeetthedesignspecifications.

Keywords:Powersynthesis,Waveguide,Directionalcoupler

摘要:通过对传统的E面缝隙波导定向耦合器的研究,提出了新的结构和设计方法。通过大量的仿真计算和优化,得出了影响该结构设计的关键尺寸因素;最后,根据仿真结果加工了实物,通过测试,指标满足设计要求,达到预期效果。

关键词:功率合成;波导;定向耦合器

中图分类号:TN622 文献标识码:A 文章编号:1002-8935(2011)02-0040-03

在无线电发送设备中,为了保证足够远的传输距离,待传输信号需要经过功率放大、功率合成直至获得足够大的功率才能经天线发射出去。由于谐振型功率合成具有路径损耗低,合成效率高等优点,所以在大功率合成技术中得到越来越广泛的应用。谐振型功率合成是将多个单元固态器件的输出功率通过场耦合的方式耦合到合成腔体内实现同相叠加,从而提高整个电路的功率输出。

均能等功率输出。

图1 E面缝隙波导定向耦合器

1 改进的模型结构

本文功率合成中,采用的是E面缝隙波导定向耦合器的形式,它具有插损耗小,功率容量大的特性,其一般组成结构如图1所示,其中P1和P2为隔离端,P1和P3为直通端,P1和P4为耦合端,在实际应用中P2端需要接匹配负载。为了满足端口输入和输出要求,对一般的结构进行了改进,将各个端口弯曲,然后通过波导同轴转换,实现信号的输入和输出,如图2所示,为了加强耦合,探针是经过改进的,顶端被做成圆盘状,图中波导型号为BJ100。

图2 E面缝隙波导定向耦合器三维仿真图

表1 定向耦合器的参数

工作频率/GHz插损/dB

输出端口隔离/dB输入端口反射/dB带内幅度平坦性/dB

fL~fL+1<0 3dB>20<-20< 0 1

2 仿真结果和分析

根据项目需要,本文设计的定向耦合器的指标

如表1所示,且要求从端口1输入,端口3和端口4