[发明专利]一种波导单端口失配器的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种失配器的设计方法，特别是一种波导单端口失配器的设计方 法。

背景技术

微波毫米波频段波导系统以良好的稳定性和重复性特点被广泛采用，因此波 导系统S参数的量值统一至关重要。目前，国内外通常采用波导两端口失配器作 为波导系统反射幅度的检验标准。

波导两端口失配器由一系列一定厚度的波导片组成，其宽边尺寸与相应频段 标准波导口相同，窄边比相应频段标准波导口小。将这样一个波导片接入波导测 试系统中，由于其窄边尺寸较与其相连的标准口尺寸小，所以在连接处形成阶梯 波导结构。当矩形波导中传输主模TE₁₀模时，电场只有Ey分量，磁场只有Hx 和Hy分量。入射波TE₁₀模遇到阶梯波导时，由于TE₁₀模的场分量不满足阶梯 波导的边界条件，必然产生出新的场分量。电力线发生弯曲、压缩，而磁力线形 状不变，于是在波导阶梯处，电场能量相对集中，等效为一个并联电容。在两端 连接处形成阶梯波导结构，两端反射信号互相叠加，形成稳定的行驻波。

波导两端口失配器的反射特性取决于两端口失配器的厚度和窄边尺寸。由于 厚度随频率对两端反射信号引入的叠加关系不同，导致在工作全频段上，驻波特 性为随频率变化的一条曲线，波导两端口失配器的频响特性很差，这是两端口失 配器的不足。

发明内容

本发明目的在于提供一种波导单端口失配器的设计方法，解决两端口失配器 作为反射幅度标准频响特性较差的问题。

一种波导单端口失配器的设计方法的具体步骤是：

第一步：设计波导腔波导口的宽边尺寸和窄边尺寸

针对主模TE₁₀模进行分析。为了消除模式不同引入的失配误差，波导单端 口失配器宽边尺寸与标准波导口相同。

设a，b分别为标准波导口的宽边尺寸和窄边尺寸，b’为波导单端口失配器 窄边尺寸。当波导单端口失配器接入标准波导系统中，反射幅度设计目标为：

|Γ|=|b′-bb′+b|=b-b′b′+b]]>(一)

当反射幅度设计目标确定时，波导单端口失配器的窄边尺寸为：

b′=(1-|Γ|1+|Γ|)b]]>(二)

从式(二)得：波导单端口失配器窄边尺寸比标准波导口窄边尺寸小，将波 导单端口失配器接入波导测试系统时，连接处形成阶梯波导结构，对于理想吸收 体，入射信号将分成两部分：一部分在端口连接处被反射，剩余入射信号被内部 吸收体吸收。波导单端口失配器端口反射特性取决波导单端口失配器窄边尺寸， 与波导单端口失配器宽边尺寸、长度及工作频率范围无关，在全带宽内具有一致 的反射特性，从而改善了频响特性。