3mm定向耦合器及其測(cè)試系統(tǒng)的研究.pdf

1、定向耦合器是用于功率分配的四端口無源元件，在微波系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。其在電子對(duì)抗、通信系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)以及測(cè)試測(cè)量?jī)x器中有著不可缺少的作用。其主要用途有合成和分配功率、擴(kuò)大功率量程、監(jiān)視功率和頻譜等。在一些重要的微波測(cè)量?jī)x器中如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、反射計(jì)等，定向耦合器也有著比較廣泛的應(yīng)用。
　　由于波導(dǎo)的場(chǎng)結(jié)構(gòu)求解比較簡(jiǎn)單，所以波導(dǎo)定向耦合器的研究時(shí)間較早，理論研究和加工工藝都比較成熟。波導(dǎo)定向耦合器性能穩(wěn)定，功率容量較大，隨著測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)

2、和電子對(duì)抗系統(tǒng)的頻率越來越高，覆蓋頻率越來越寬，高頻率寬頻帶波導(dǎo)定向耦合器的研究是必不可少的。
　　本文研究的波導(dǎo)定向耦合器的工作帶寬為75~110GHz，耦合度為3dB。為了拓展耦合器的帶寬，符合耦合度的要求，確保好的方向性，采用雙排孔耦合。為了使波導(dǎo)定向耦合器的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，采用耦合孔的直徑相同，耦合孔之間的距離也相同的耦合孔排列方式。
　　本文主要完成了以下工作：
　　首先，介紹了定向耦合器的基本概念、分類方式以

3、及應(yīng)用，介紹了波導(dǎo)定向耦合器的發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義。推導(dǎo)分析了小孔耦合理論和相位疊加原理。推導(dǎo)了波導(dǎo)單孔定向耦合器，波導(dǎo)多孔定向耦合器的耦合理論。
　　其次，利用三維仿真軟件HFSS，建立波導(dǎo)定向耦合器的模型。綜合波導(dǎo)定向耦合器的指標(biāo)要求，現(xiàn)有加工的精度以及波導(dǎo)尺寸，確定主波導(dǎo)和副波導(dǎo)公共寬壁的厚度，耦合孔之間的距離。分析耦合孔大小及兩排孔之間的距離對(duì)波導(dǎo)定向耦合器耦合度的影響。對(duì)幾個(gè)尺寸設(shè)置變量進(jìn)行優(yōu)化，分析耦合度的優(yōu)化結(jié)果，確定

4、波導(dǎo)定向耦合器的各個(gè)尺寸，對(duì)波導(dǎo)定向耦合器的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行仿真，給出仿真曲線。
　　再次，根據(jù)測(cè)試波導(dǎo)定向耦合器的需求，研究分析矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的另一種校準(zhǔn)方式，TRL校準(zhǔn)。重點(diǎn)分析并推導(dǎo)出TRL校準(zhǔn)的誤差模型，求解出誤差盒的誤差項(xiàng)。根據(jù)需要，完成TRL校準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)和制作，在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中創(chuàng)建新的TRL套件并介紹分析了TRL校準(zhǔn)的全過程。
　　最后，重點(diǎn)介紹了定向耦合器的測(cè)量過程，分析了定向耦合器的測(cè)試曲線，并針對(duì)定向耦合器的