[发明专利]一种X波段磁控耦合系数可调定向耦合器

权利要求书

1.一种X波段磁控耦合系数可调定向耦合器，其特征在于：包括主基片集成波导、副基片集成波导和铁氧体结；

所述主基片集成波导的主模H面与副基片集成波导的主模H面相互适应平行设置，主基片集成波导和副基片集成波导采用相同的两行金属化通孔，并通过公共金属层实现主基片集成波导与副基片集成波导相互隔离，构成金属层-介质层-公共金属层-介质层-金属层的层间结构；

所述公共金属层沿波的传输方向设有两行互相平行且与基片集成波导的两行金属化通孔平行的圆形耦合孔，两行耦合孔关于主基片集成波导传输方向的中线成对称图形，同一行的耦合孔以等孔心距设置，耦合孔贯穿整个公共金属层与其等高；

所述铁氧体结为圆柱体，位于主基片集成波导介质层中，其高度与主基片集成波导的介质层厚度相同，其数量与耦合孔相同，以耦合孔和铁氧体结共用同一圆柱中心线一一对应的方式设置在各耦合孔的正下方，且铁氧体结的圆面半径小于耦合孔的圆面半径；

所述主基片集成波导作为的微波主通道，副基片集成波导作为取样信号通道，耦合孔作为耦合通道。

2.如权利要求1所述X波段磁控耦合系数可调定向耦合器，其特征在于：所述同一行相邻耦合孔的孔心间距为hd＝4-6mm。

3.如权利要求1所述X波段磁控耦合系数可调定向耦合器，其特征在于：所述耦合孔的半径采用切比雪夫计算，以展宽带宽，增强定向性。

4.如权利要求1所述X波段磁控耦合系数可调定向耦合器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据基片集成波导和传统矩形波导的等效公式，在满足辐射损耗条件的情况下设计基片集成波导：选择介质基板，介质基板的厚度t、相对介电常数，确定基片集成波导的宽度w、长度、金属化通孔直径d和通孔孔心间距p；

步骤2、设计定向耦合器，确定耦合孔的孔心间距hd，耦合孔与基片集成波导的金属化通孔的孔心距离kw,各耦合孔半径；

步骤3、设计铁氧体结，确定铁氧体材料和饱和磁场强度，以及各铁氧体结的半径。

5.如权利要求4所述X波段磁控耦合系数可调定向耦合器的设计方法，其特征在于：

还包括步骤4：根据步骤1-3得到的参数搭建加载铁氧体的定向耦合器，进一步优化调参，使其在所需频带传输性能、隔离性能进一步的提升。

6.如权利要求1所述X波段磁控耦合系数可调定向耦合器，其特征在于：

使用时，施加一个方向垂直于整个定向耦合器，磁场强度从零逐渐增大的外加磁场，实现在改变外加偏置磁场的情况下，改变定向耦合器的耦合系数。