專利名稱：波導(dǎo)耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及短槽型波導(dǎo)耦合器。
背景技術(shù)：
近年來，短槽型波導(dǎo)耦合器廣泛使用于微波電路中。圖5中示出了短槽型波導(dǎo)耦 合器的示例。通過在公共面處連接兩個(gè)矩形波導(dǎo)、去除公共面的一部分并使所去除的部分 作為結(jié)合部分，來配置圖5中所示的短槽型波導(dǎo)耦合器100。這里，限定了上述兩個(gè)矩形波導(dǎo)的波導(dǎo)部分111、112、113和114，波導(dǎo)部分111、 112、113和114分別對(duì)應(yīng)于從四個(gè)端口 131、132、133和134到結(jié)合部分121的部分。在這 種情況下，例如，從端口 131輸入到波導(dǎo)部分111中的TElO (橫向電場(chǎng))模的信號(hào)在結(jié)合部 分121處除了激勵(lì)TElO模之外還激勵(lì)TE20模的信號(hào)。此外，根據(jù)由結(jié)合部分121的長度 和信號(hào)入射角等所確定的兩種模式之間的相位差來分配兩種模式的信號(hào)。例如，當(dāng)將TElO 模和TE20模的相位差設(shè)置成90度時(shí)，從端口 131輸入的信號(hào)均等地分配到端口 133和端 口 134。另一方面，當(dāng)將相位差設(shè)置成180度時(shí)，從端口 131輸入的信號(hào)只輸出到端口 134。這里，在圖5中所示的波導(dǎo)耦合器100中，將用于在波導(dǎo)部分111、112、113和114 中調(diào)節(jié)耦合度和阻抗的匹配元件122設(shè)置在結(jié)合部分121處。通過設(shè)置匹配元件122，能夠 降低VSWR(電壓駐波比)。VSWR是表示在阻抗不匹配部分處反射信號(hào)的發(fā)生程度的值，最 好能盡量減小該值。此外，當(dāng)根本沒有反射時(shí)，該值是VSWR= 1。作為示例，日本早期公開專利申請(qǐng)No. 1999-330812的圖2和日本早期公開專利申 請(qǐng)No. 1998-126118的圖6中公開了圖5中所示的短槽型波導(dǎo)耦合器100。

發(fā)明內(nèi)容
但是，對(duì)于圖5中所示的短槽型波導(dǎo)耦合器100，在遠(yuǎn)離期望帶寬的中心頻率的頻 帶的信號(hào)中的模式之間的相位差嚴(yán)重偏離期望的范圍，并且不能滿足更好的阻抗匹配。當(dāng) 相位差偏離期望的范圍時(shí)，信號(hào)不會(huì)以期望的比率分配。此外，當(dāng)阻抗不匹配時(shí)，信號(hào)被反 射。因此，不能將其應(yīng)用于傳輸寬帶信號(hào)的傳輸線。根據(jù)上述情況進(jìn)行本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供能夠應(yīng)用于傳輸寬帶信號(hào)的傳輸 線的短槽型波導(dǎo)耦合器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的波導(dǎo)耦合器是短槽型波導(dǎo)耦合器，其包括多個(gè)波導(dǎo) 部分，其具有用于輸入或輸出信號(hào)的端口 ；和結(jié)合部分，其使多個(gè)波導(dǎo)部分結(jié)合，并且具有 預(yù)定方向上的特定長度。這里，波導(dǎo)部分中的至少一個(gè)延伸到與結(jié)合部分的長度方向形成 預(yù)定角度的方向上。根據(jù)本發(fā)明，提供了能夠應(yīng)用于傳輸寬帶信號(hào)的傳輸線的短槽型波導(dǎo)耦合器。


通過下面的優(yōu)選實(shí)施例和其附圖，上述目的和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見。圖1是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器10的組成的透視圖；圖2A是從根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的波導(dǎo)耦合器的一部分的正上方示出的示圖；圖2B是示出了圖2A的波導(dǎo)耦合器中的波導(dǎo)部分13從直線AA'旋轉(zhuǎn)α度的角度 的狀態(tài)的示圖；圖2C是從根據(jù)第一實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器10的一部分的正上方示出的示圖；圖3是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器IOB的組成的透視圖；圖4是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器IOC的組成的透視圖；圖5是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的波導(dǎo)耦合器100的組成的透視圖。符號(hào)說明10、10B、10C 和 100 波導(dǎo)耦合器11、12、13、14、11C、12C、13C、14C、111、112、113 和 114 波導(dǎo)部分21、21C和121結(jié)合部分22和122匹配元件31、32、33、34、31C、32C、33C、34C、131、132、133 和 134 端口
具體實(shí)施例方式將詳細(xì)描述用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的短槽型波導(dǎo)耦合 器10的透視圖。在圖1中，波導(dǎo)耦合器10主要包括四個(gè)波導(dǎo)部分11、12、13和14以及結(jié)合 部分21。在本實(shí)施例中，波導(dǎo)部分11、12、13和14分別被形成為矩形形狀。波導(dǎo)部分11、 12、13和14具有分別用于輸入或輸出信號(hào)的端口 31、32、33和34。結(jié)合部分21使四個(gè)波 導(dǎo)部分11、12、13和14相互結(jié)合。此外，在本實(shí)施例中，將匹配元件22設(shè)置在結(jié)合部分21 中。將用圖2A、圖2B和圖2C來描述根據(jù)本實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器10與根據(jù)在背景技術(shù) (即圖5)中所指出的現(xiàn)有技術(shù)的波導(dǎo)耦合器100之間的結(jié)構(gòu)差異。圖2A是從與根據(jù)現(xiàn)有 技術(shù)的波導(dǎo)耦合器100具有相同結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)耦合器的一部分的正上方示出的示圖。圖2B 是示出了從圖2A中的波導(dǎo)耦合器轉(zhuǎn)變成根據(jù)本實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器的過程的示圖。圖2C 是從根據(jù)本實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器10的一部分的正上方示出的示圖。在圖2A中，波導(dǎo)部分11、12、13和14延伸到相同的方向。通過結(jié)合部分21使波 導(dǎo)部分11、12、13和14的一側(cè)相互連接。這里，直線AA'是穿過結(jié)合部分21且與波導(dǎo)部分11、12、13和14的長度方向平 行的直線(在下文中被稱為虛擬直線AA')。然后，圖2A中波導(dǎo)部分11、12、13和14的長 度方向?qū)?yīng)于權(quán)利要求書中的預(yù)定方向。在圖2A中，如果將波導(dǎo)部分13從虛擬直線AA' 逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)α度的角度，將變成圖2Β。此外，在本實(shí)施例中，角度設(shè)置為α =40度。 在圖2Β中，假設(shè)直線BB'是與波導(dǎo)部分13的長度方向平行且穿過結(jié)合部分21的直線，然 后在虛擬直線AA'和直線BB'之間形成α =40度的角度。此外，在圖2Β中，如果將波導(dǎo)部分11和波導(dǎo)部分14都從虛擬直線AA'順時(shí)針方 向旋轉(zhuǎn)α度的角度，將波導(dǎo)部分12從虛擬直線AA'逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)α度的角度，則如圖 2C中所示，將變成根據(jù)本實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器10。此外，對(duì)于上述兩種情況都將角度設(shè)置
4為α =40度。在圖2C中，直線CC'是穿過結(jié)合部分21且與波導(dǎo)部分11和波導(dǎo)部分14 的長度方向平行的直線。上述的圖2C中所示的波導(dǎo)耦合器10在結(jié)合部分21處除了激勵(lì)例如從波導(dǎo)部分 11輸入的TEio模的信號(hào)之外還激勵(lì)ΤΕ20模的信號(hào)。此外，根據(jù)分配比來分配兩種模式的 信號(hào)，該分配比對(duì)應(yīng)于由在與結(jié)合部分21的虛擬直線AA'平行的方向上的長度L(圖2C) 確定的模式之間的相位差。根據(jù)波導(dǎo)耦合器10的實(shí)施例，調(diào)節(jié)結(jié)合部分21的虛擬直線AA'的方向上的長度 L，以使兩種模式的信號(hào)相位差是約90度。在這種情況下，將3dB的電力分別供應(yīng)到波導(dǎo)部 分13和波導(dǎo)部分14。S卩，從波導(dǎo)部分11輸入的信號(hào)被均等地分配在波導(dǎo)部分13和波導(dǎo)部 分14中并被輸出。此外，因?yàn)閮煞N模式的信號(hào)是偏置的，所以從波導(dǎo)部分12不輸出信號(hào)。這里，當(dāng)波導(dǎo)部分延伸到從虛擬直線AA'(相當(dāng)于結(jié)合部分21的長度L的方向 (預(yù)定方向))旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度后的方向時(shí)，與波導(dǎo)部分延伸到預(yù)定方向的情況相比，能夠減 小從具有遠(yuǎn)離期望帶寬的中心頻率的頻帶的信號(hào)中模式之間的相位差的期望值的偏移。在 這種情況下，即使對(duì)于具有遠(yuǎn)離中心頻率的頻帶的信號(hào)，也能夠?qū)鞑ネㄟ^結(jié)合部分21的 信號(hào)的TElO模和TE20模的相位差保持在期望的范圍內(nèi)，并且適當(dāng)?shù)姆峙湫盘?hào)。此外，可以 提高結(jié)合部分和波導(dǎo)部分之間的阻抗匹配特性，并且可以減少信號(hào)的反射。因此，能夠?qū)⒍?槽型波導(dǎo)耦合器應(yīng)用于寬帶信號(hào)。然后，描述在四個(gè)波導(dǎo)單元中的每一個(gè)分別從虛擬直線AA'旋轉(zhuǎn)α = 40度的角 度的波導(dǎo)耦合器(在下文中，被稱為實(shí)施例1)和四個(gè)波導(dǎo)結(jié)合部分在預(yù)定方向延伸的波導(dǎo) 耦合器(被稱作對(duì)比示例1)的情況下的對(duì)比結(jié)果。在頻帶寬度比是10%且耦合度是-IOdB 的情況下，對(duì)于根據(jù)對(duì)比示例1的波導(dǎo)耦合器，耦合度是-IOdB士 IdB且VSWR不超過1.2。 另一方面，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例1的波導(dǎo)耦合器，耦合度是-IOdB士0. IdB且VSWR不超過1. 07。 通過采用根據(jù)上述實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器的結(jié)構(gòu)，能夠適當(dāng)?shù)胤峙溥h(yuǎn)離中心頻率的信號(hào)，并 且減小耦合度的偏差。通過減少信號(hào)的反射，提高了 VSWR特性。這里，波導(dǎo)耦合器不一定總是需要匹配元件。作為第二實(shí)施例，圖3示出了未裝有 匹配元件的波導(dǎo)耦合器IOB的透視圖。對(duì)于未裝有匹配元件的波導(dǎo)耦合器IOB JPHVSWR 特性降低，也能帶來與裝有匹配元件的波導(dǎo)耦合器相比生產(chǎn)更經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)波導(dǎo)耦合器10的第一實(shí)施例，盡管對(duì)于四個(gè)波導(dǎo)部分11、12、13和14是從虛 擬直線AA'旋轉(zhuǎn)α =40度的角度，但是并不限于α =40度的角度。角度α應(yīng)當(dāng)不超過 90度角并且不小于15度角，并且應(yīng)當(dāng)旋轉(zhuǎn)多個(gè)波導(dǎo)部分中的至少一個(gè)波導(dǎo)部分。這里，當(dāng) 角度α小于15度角時(shí)，不能基本抑制在頻帶寬度遠(yuǎn)離期望的帶寬的中心頻率的信號(hào)中模 式之間的相位差嚴(yán)重偏離期望的范圍。作為第三實(shí)施例，圖4示出了波導(dǎo)耦合器IOC的透視 圖，在波導(dǎo)耦合器IOC中只有波導(dǎo)部分13C從結(jié)合部分12C的長度L的方向旋轉(zhuǎn)30度的角 度。即使單個(gè)波導(dǎo)部分在與結(jié)合部分12C的長度L的方向(預(yù)定方向)形成α角度的方 向上延伸的情況，如果與所有波導(dǎo)部分?jǐn)U展到預(yù)定方向的情況相比，也能夠覆蓋寬帶特性。盡管已經(jīng)參考實(shí)施例描述了本申請(qǐng)的發(fā)明，但是本申請(qǐng)的發(fā)明不限于上述實(shí)施 例，在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種修改。這里，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器，預(yù)定角度可以是平行于結(jié)合部分的第一虛 擬直線和平行于波導(dǎo)的第二虛擬直線之間的角度。
此外，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器，預(yù)定角度可以不大于90度角，且不小于15度角。此外，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器，根據(jù)傳播通過結(jié)合部分的高頻信號(hào)的TElO 模和TE20模之間的相位差，可以限定高頻信號(hào)的輸出分配比。此外，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器，用于高頻信號(hào)的多個(gè)波導(dǎo)可以具有單獨(dú)的 分別用于輸入和輸出的端口。此外，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器，多個(gè)波導(dǎo)可以具有矩形形狀。同樣，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例的波導(dǎo)耦合器，匹配元件可以設(shè)置在結(jié)合部分處。這里，對(duì)于波導(dǎo)耦合器的四個(gè)波導(dǎo)結(jié)合部分在同一方向延伸的情況，分配比增大 得越多，寬帶特性就降低得越多。因此，經(jīng)常采用_3dB的均等分配耦合器，而很少采用具有 相對(duì)大的分配比(例如-IOdB)的波導(dǎo)耦合器。相反，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可以應(yīng)用于寬帶信號(hào)的短槽型波導(dǎo)耦合器。盡管參考實(shí)施例描述了本申請(qǐng)的發(fā)明，但是本申請(qǐng)的發(fā)明不限于上述實(shí)施例。本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于本申請(qǐng)的發(fā)明的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)，在本申請(qǐng)的發(fā)明的范圍內(nèi)能夠 進(jìn)行各種改變。本申請(qǐng)要求遞交于2008年3月17的日本專利申請(qǐng)No. 2008-067274的優(yōu)先權(quán)，該 專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。本發(fā)明的短槽型波導(dǎo)耦合器能夠應(yīng)用于使多個(gè)波導(dǎo)結(jié)合的設(shè)備和裝置。
權(quán)利要求
一種短槽型波導(dǎo)耦合器，其包括多個(gè)波導(dǎo)部分，其具有用于輸入或輸出信號(hào)的端口；和結(jié)合部分，其使所述多個(gè)波導(dǎo)部分結(jié)合，并且具有預(yù)定方向上的特定長度，其中所述波導(dǎo)部分中的至少一個(gè)延伸到與所述預(yù)定方向形成預(yù)定角度的方向上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)耦合器，其中 所述預(yù)定角度不小于15度角且不大于90度角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波導(dǎo)耦合器，其中所述長度被設(shè)置為使得傳播通過所述結(jié)合部分的信號(hào)的TElO模和TE20模的相位差是 90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的波導(dǎo)耦合器，其中所述四個(gè)波導(dǎo)部分分別延伸到與所述預(yù)定方向形成預(yù)定角度的方向上，每個(gè)所述波導(dǎo) 部分的一側(cè)與所述結(jié)合部分結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的波導(dǎo)耦合器，其中 將匹配元件設(shè)置在所述結(jié)合部分中。
全文摘要
本發(fā)明提供了短槽型波導(dǎo)耦合器，其能夠應(yīng)用于傳輸寬帶信號(hào)的傳輸線。短槽型波導(dǎo)耦合器包括多個(gè)波導(dǎo)部分，其具有用于輸入或輸出信號(hào)的端口；和結(jié)合部分，其使多個(gè)波導(dǎo)部分結(jié)合，并且具有預(yù)定方向上的預(yù)定長度。這里，波導(dǎo)部分中的至少一個(gè)延伸到與結(jié)合部分的長度方向形成預(yù)定角度的方向上。
文檔編號(hào)H01P5/18GK101971415SQ20098010842
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者大山隆幸 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社