专利名称：可选耦合能级波导耦合器的制作方法
技术领域：
一种波导耦合器可在微波通信系统内用于组合、采样和/或检测同时前进和反射的RF信号的功率级。
背景技术：
现有的波导耦合器已经在相邻的波导之间应用了耦合狭缝结构，根据通信系统期望的工作频带，所述耦合狭缝结构包括宽度精确的多个狭缝。此外，为了在H信号平面内工 作，可以沿着波导侧壁添加也具有高精确度的特征，以匹配期望的工作频带。波导之间的耦合能级可由侧壁特征和/或耦合狭缝的数量/标度来确定。波导耦合器的设计通常在频率和耦合能级方面非常明确，需要制造者提供一系列不同的波导耦合器，每个波导耦合器均具有明确的工作频率和耦合能级，在不同的设计之间具有最小的制造效率，以满足市场需求。现有的耦合能级可调的波导耦合器具有用法复杂的机动化插入/退出元件和/或需要在波导内精确的装配和/或再定位的多个单独的元件。这样的结构会增加相当大的额外支出和/或需要操作者有一定的技能。此外，这些复杂的解决方案会提供不能接受的电性能和/或环境标记降级。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种克服了现有技术中的缺陷的设备。
包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，其中，附图中相同的标号指示相同的特征或元件，并且可不对每幅附图中出现的相同标号均进行详细描述，对下面给出的实施例的详细描述与上面给出的本发明的总体描述一起用于解释本发明的原理。图I是为了清楚起见而去除了底部的示例性耦合器的实施例的示意性等轴测视图。图2是为了清楚起见而去除了底部的图I的耦合器的示意性仰视图。图3是为了清楚起见而去除了底部的图I的耦合器的示意性端视图。图4是沿着图2的B-B线截取的示意性剖视图。图5是沿着图2的C-C线截取的示意性剖视图。图6是图I的盖的示意性等轴仰视图。图7是图6的局部放大视图。图8是可选的盖的示意性等轴测视图。图9是另一可选的盖的示意性等轴测视图。图10是图I的耦合器在3dB结构下建模的电性能，示出了在5. 925Ghz和7. 125Ghz之间的耦合、回波损耗和端口隔离度。图11是图I的耦合器在6dB结构下建模的电性能，示出了在5. 925Ghz和7. 125Ghz之间的耦合、回波损耗和端口隔离度
具体实施例方式发明人已经认识到的是，现有的波导耦合器包含过量的离散元件和/或表面特征，在不同的耦合能级的耦合器之间具有极低的部件协调性。如图I至图9所示的示例性波导耦合器具有宽的工作频带，并且可通过容易地互换单个元件而被配置为用于多个耦合能级。如图I中最佳地示出的，沟槽部分2设置有第一沟槽4和第二沟槽6。第一沟槽4和第二沟槽6的每个均设置有底部(为了清楚起见而从图I至图5中去除)、外侧壁8和内侧壁10 ;第一沟槽4的内侧壁10和第二沟槽6的内侧壁10彼此相邻。内侧壁10之间的耦合狭缝12在第一沟槽4和第二沟槽6之间连通。耦合狭缝12的长度可根据例如波导波长的1/2和波导的几何形状进行选择。向内突出的基台14可设置在每个外侧壁8上，与耦合狭缝12相对。耦合狭缝12沿着沟槽部分2的纵轴的长度可被设置得比第一沟槽4的宽度大。盖16位于在沟槽部分2的敞开的顶部24上，以封闭第一沟槽4和第二沟槽6，从而形成第一波导18和第二波导22。为了使相邻的波导之间的相互连接能够简化，第一沟槽4和第二沟槽6可设置有多个弯曲部24，所述多个弯曲部24可用于使邻近耦合狭缝12的内侧壁10被定位为彼此靠近，并使第一波导18和第二波导22平行地隔开且在相互连接端26处分开，从而提供适当的间距以易于接近选择的互连装置，诸如，用于将耦合器与另外的波导互连的波导凸缘等。各种波导互连装置的细节在本领域是众所周知的，因此，这里不再进行说明和进一步地描述。如图6至图8中最佳地示出的，在耦合能级低的结构中，例如，在6dB结构中，盖16可设置有延伸到第一沟槽4和第二沟槽6中的突起28。更具体地讲，如图7中最佳地示出的，突起28可形成为在高度上具有多个台阶30的阶梯式脊部。此外，台阶还可关于横向位置设置。台阶30的尺寸可关于突起28的中央台阶32对称，例如，长度相当于期望的工作频率的波长的O. 25，宽度相当于期望的工作频率的波长的O. 05，由此形成的突起28使经过其的RF能量结合，降低了横过耦合狭缝12的耦合能级。台阶30可从盖16以关于期望的RF性能(诸如，耦合、回波损耗和端口隔离度)所选择的最大的向内延伸距离设置，并可邻近耦合狭缝12的中央从耦合狭缝12以关于期望的RF性能(诸如，耦合、回波损耗和端口隔离度)所选择的最小的横向距离设置。相邻的台阶30之间的高度差可随着各个台阶30朝向中央台阶32而减小。台阶30的最大的向内延伸距离可小于第一沟槽4的高度的一半。在示例性实施例中，在中央台阶32的每一侧设置有两个台阶30。为了容易制造，在横向位置，台阶可设置有位于各个台阶30之间的半径过渡部34。类似地，在高度上，台阶可设置有位于各个台阶30之间的直角过渡部36。因此，在盖16的制造过程中，可通过标准切削/磨削工具仅沿三个轴的运动以高精度经济地执行加工操作。
在耦合能级高的结构中，例如，在3dB结构中，盖16可设置有例如如图9中所示的平坦表面。因此，通过简单地互换盖16，相同的沟槽部分2在高的耦合能级下或者在低的耦合能级下可工作。可选地，如图8中所示，例如通过多个紧固件等(未示出)被附着到沟槽部分2的盖16可被配置为在位于第一侧(未示出)的高耦合能级平坦表面与在第二侧38具有阶梯式向内突出的突起的低耦合能级表面之间可互换，消除了对额外的单独部件的需要，从而获得了能够易于选择的双耦合能级功能。对3dB (图10)和6dB (图11)的示例性耦合器结构建模的电性能说明即使横过宽的工作频带，耦合性能仍具有高指向性。 本领域技术人员将理解的是，通过三轴加工、压铸、金属注射成型和/或通过铸造/模制的组合然后进行加工，由此可以以高精度经济地制造沟槽部分2和盖部分16。耦合狭缝12、突起28和基台14的具体尺寸可根据期望的波导尺寸、耦合能级和工作频带进行选择。由于耦合器能够被配置为3dB耦合器或6dB耦合器，因此，消除了现有的对多个单独的耦合器的设计、制造和库存的要求。此外，被用作3dB耦合器或6dB耦合器的结构可以以可能性最小的安装误差在本领域中快速地实现。部件列表
权利要求
1.一种双信号平面波导稱合器，包括 沟槽部分，具有第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽和第二沟槽每个均设置有底部、外侧壁和内侧壁，第一沟槽的内侧壁和第二沟槽的内侧壁彼此相邻； 耦合狭缝，位于内侧壁之间，在第一沟槽和第二沟槽之间连通； 盖，封闭第一沟槽和第二沟槽，以形成第一波导和第二波导，盖包括延伸到第一沟槽和第二沟槽中的突起，突起形成在高度上具有多个台阶的阶梯式脊部，台阶以最大的向内延伸距离设置，并在邻近耦合狭缝的中央的中央台阶处从耦合狭缝以最小的横向距离设置。
2.如权利要求I所述的耦合器，其特征在于，所述耦合器还包括向内突出的基台，所述基台设置在每个外侧壁上，与耦合狭缝相对。
3.如权利要求I所述的耦合器，其特征在于，所述台阶关于中央台阶对称。
4.如权利要求I所述的耦合器，其特征在于，在高度上，台阶设置有位于每个台阶之间的直角过渡部。
5.如权利要求I所述的耦合器，其特征在于，相邻的台阶之间的高度差随着每个台阶朝向中央台阶而减小。
6.如权利要求I所述的耦合器，其特征在于，沿着耦合器的纵轴，在中央台阶的每一侧具有两个台阶。
7.如权利要求I所述的耦合器，其特征在于，沿着耦合器的纵轴，在中央台阶的每一侧具有一个台阶。
8.如权利要求I所述的耦合器，其特征在于，从一个台阶到另一台阶设置有横向位移。
9.如权利要求8所述的耦合器，其特征在于，在横向位置，台阶设置有位于每个台阶之间的半径过渡部。
10.如权利要求I所述的耦合器，其特征在于，第一波导和第二波导具有多个弯曲部，所述多个弯曲部将第一波导和第二波导定位成彼此隔开且在耦合器的相互连接端处彼此平行。
11.如权利要求I所述的耦合器，其特征在于，突起位于盖的第二侧，盖的第一侧是平坦的；盖能够在第一侧面对沟槽部分或者第二侧面对沟槽部分的情况下被附着到沟槽部分。
12.一种耦合能级可配置的双信号平面波导耦合器套件，包括 沟槽部分，具有第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽和第二沟槽均设置有底部、外侧壁和内侧壁，第一沟槽的内侧壁和第二沟槽的内侧壁彼此相邻； 耦合狭缝，位于内侧壁之间，在第一沟槽和第二沟槽之间连通； 低耦合盖和高耦合盖，用于封闭第一沟槽和第二沟槽，高耦合盖设置有平坦表面，低耦合盖包括延伸到第一沟槽和第二沟槽中的突起，突起形成在高度上具有多个台阶的阶梯式脊部，台阶以最大的向内延伸距离设置，并邻近耦合狭缝的中央从耦合狭缝以最小的横向距离设置， 由此高耦合盖或低耦合盖可被应用于封闭第一沟槽和第二沟槽，以形成其间具有对应的期望耦合能级的第一波导和第二波导。
13.如权利要求12所述的耦合器，其特征在于，低耦合盖和高耦合盖分别为单个元件的第一侧和第二侧。
14.如权利要求12所述的耦合器，其特征在于，所述耦合器还包括向内突出的基台，所述基台设置在每个外侧壁上，与耦合狭缝相对。
15.如权利要求12所述的耦合器，其特征在于，所述台阶关于突起的中央对称。
16.如权利要求12所述的耦合器，其特征在于，沿着耦合器的纵轴，在中央台阶的每一侧具有两个台阶。
17.如权利要求12所述的耦合器，其特征在于，从一个台阶到另一台阶设置有横向位移。
18.如权利要求12所述的耦合器，其特征在于，在高度上，台阶设置有位于每个台阶之间的直角过渡部。
19.如权利要求12所述的耦合器，其特征在于，相邻的台阶之间的高度差随着每个台阶朝向中央台阶而减小。
20.如权利要求12所述的耦合器，其特征在于，耦合狭缝的纵向长度大于第一沟槽的览度。
全文摘要
一种波导耦合器，设置有具有第一沟槽和第二沟槽的沟槽部分。位于第一沟槽的内侧壁和第二沟槽的内侧壁之间的耦合狭缝在第一沟槽和第二沟槽之间连通。盖封闭第一沟槽和第二沟槽，以形成第一波导和第二波导。盖包括具有延伸到第一沟槽和第二沟槽中的突起的突起表面。突起在高度上，必要时在横向位置，形成具有多个台阶的阶梯式脊部。台阶以最大的向内延伸距离设置，并在邻近耦合狭缝的中央的中央台阶处从耦合狭缝以最小的横向距离设置。通过使应用于沟槽部分的盖在平坦表面和突起表面之间互换，耦合器在高耦合能级和低耦合能级之间可选。
文档编号H01P5/04GK102640349SQ201180004571
公开日2012年8月15日 申请日期2011年9月8日 优先权日2010年10月11日
发明者R·布兰道 申请人:安德鲁有限责任公司