寬頻太赫茲非對稱主副波導定向耦合器設計

董蘭宵，南雪莉，劉昊煬，段啟凱，董金峰

〈太赫茲技術〉

寬頻太赫茲非對稱主副波導定向耦合器設計

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 自動化與軟件學院，山西 太原 030051；2. 山西大學 電力與建筑學院，山西 太原 030051)

基于微型無人機雷達、精確制導武器雷達及無線通信終端設備的應用前景，設計了一種非對稱主副波導定向耦合器。該耦合器采用主副波導為不同形狀的等間距多孔耦合結構，將主矩形波導TE10模的信號耦合到副圓形波導TE11模中，利用相位疊加原理使得隔離端口相位達到反向相消的效果，能夠得到良好的耦合度和隔離度。該耦合器中心頻率為400GHz，相對帶寬為40GHz，結果表明，定向耦合器耦合度達到－13.8～－12.8dB，實現了弱耦合效果且耦合度穩定性較好，隔離度優于－24.5dB，直通插入損耗為－3～－2.5dB，性能良好。

非對稱波導；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（對應的波長范圍是3000～30mm）[1]，處于電磁學和光學交匯的頻域位置。

目前，由于國內外軍事發展趨勢及對通信速率需求的不斷增長，無線通信的載波必將會進入太赫茲的波譜范圍，作為電磁波譜中有待進行全面研究的最后一個頻率窗口，對該領域的研究為未來在高新技術競爭中取得領先地位具有舉足輕重的作用。

定向耦合器作為相控陣雷達系統和無線通信系統信號發射、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域各界科學家爭相研究的熱點。……