寬頻太赫茲非對(duì)稱(chēng)主副波導(dǎo)定向耦合器設(shè)計(jì)

董蘭宵，南雪莉，劉昊煬，段啟凱，董金峰

〈太赫茲技術(shù)〉

寬頻太赫茲非對(duì)稱(chēng)主副波導(dǎo)定向耦合器設(shè)計(jì)

董蘭宵1，南雪莉1，劉昊煬2，段啟凱1，董金峰1

（1. 山西大學(xué) 自動(dòng)化與軟件學(xué)院，山西 太原 030051；2. 山西大學(xué) 電力與建筑學(xué)院，山西 太原 030051)

基于微型無(wú)人機(jī)雷達(dá)、精確制導(dǎo)武器雷達(dá)及無(wú)線通信終端設(shè)備的應(yīng)用前景，設(shè)計(jì)了一種非對(duì)稱(chēng)主副波導(dǎo)定向耦合器。該耦合器采用主副波導(dǎo)為不同形狀的等間距多孔耦合結(jié)構(gòu)，將主矩形波導(dǎo)TE10模的信號(hào)耦合到副圓形波導(dǎo)TE11模中，利用相位疊加原理使得隔離端口相位達(dá)到反向相消的效果，能夠得到良好的耦合度和隔離度。該耦合器中心頻率為400GHz，相對(duì)帶寬為40GHz，結(jié)果表明，定向耦合器耦合度達(dá)到－13.8～－12.8dB，實(shí)現(xiàn)了弱耦合效果且耦合度穩(wěn)定性較好，隔離度優(yōu)于－24.5dB，直通插入損耗為－3～－2.5dB，性能良好。

非對(duì)稱(chēng)波導(dǎo)；太赫茲；定向耦合器；耦合度；隔離度

0 引言

太赫茲（Terahertz, THz）頻率為0.1～10THz（對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)范圍是3000～30mm）[1]，處于電磁學(xué)和光學(xué)交匯的頻域位置。

目前，由于國(guó)內(nèi)外軍事發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)通信速率需求的不斷增長(zhǎng)，無(wú)線通信的載波必將會(huì)進(jìn)入太赫茲的波譜范圍，作為電磁波譜中有待進(jìn)行全面研究的最后一個(gè)頻率窗口，對(duì)該領(lǐng)域的研究為未來(lái)在高新技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中取得領(lǐng)先地位具有舉足輕重的作用。

定向耦合器作為相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)信號(hào)發(fā)射、功率合成與分流的核心部件[2]，其重量輕型化、體積微型化已成為微波射頻領(lǐng)域各界科學(xué)家爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)。……