3 E波段耦合器仿真分析與設(shè)計

在E波段，設(shè)計工作中心頻率為75GHz，要求在72-78GHz頻帶范圍內(nèi)耦合度為18dB，反射系數(shù)小于20dB。波導(dǎo)是E波段標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)WR12（3.1mm×1.55mm），通過優(yōu)化耦合槽長度和寬度使其滿足指標(biāo)要求。仿真得到的特性曲線如圖2所示。一般來講，隨著耦合縫長度L的增加，耦合度也隨之增大；耦合縫寬度W對耦合度的影響類似，如圖3所示。但是耦合縫寬度和長度對反射系數(shù)和平坦度的影響各異，需要綜合考慮選取一組最優(yōu)值。仿真結(jié)果顯示，該耦合器在72-78 GHz頻帶內(nèi)耦合度達(dá)到18dB,平坦度為±0.5dB，輸入反射系數(shù)均小于-20dB,很好的滿足了設(shè)計要求。

106-114GHz頻帶范圍內(nèi)耦合度為13dB，反射系數(shù)盡可能小。具體結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法與E波段耦合器類似。另外，由于波導(dǎo)尺寸極小，使得歸一化波導(dǎo)壁厚大大增加，不連續(xù)部分微擾作用明顯，因此選取的公共壁厚度應(yīng)盡可能小，但同時還要保持剛性，不至于產(chǎn)生形變，本文選取的厚度為0.3mm。最后仿真得到的特性曲線如圖4所示，該耦合器在106-114 GHz頻帶內(nèi)耦合度為13dB,平坦度為±0.5dB，輸入反射系數(shù)小于-17dB。

圖2 E波段耦合器特性曲線

圖3 耦合縫寬度W對耦合度的影響

4 F波段耦合器仿真分析與設(shè)計

F波段標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)尺寸為2.03mm×1.02 mm，設(shè)計中心頻率110GHz.

圖4 F波段耦合器特性曲線