本发明涉及一种耦合器，特别涉及一种超宽带同轴定向耦合器。
背景技术：
定向耦合器在微波射频系统中应用广泛，通常用于功率采样、隔离、混合以及功率监测等。定向耦合器一般由主路直通传输线、副路耦合线和耦合结构三部分组成，工作原理为微波信号由直通路输入输出，期间小部分功率经耦合结构进入耦合路后输出至其他结构，从而实现信号的分离。定向耦合器根据应用不同可以划分多种类型，其中同轴定向耦合器多采用带状线耦合设计结构，而副路耦合内导体需要进行多台阶变换为实现宽频带指标，每个台阶长度设定为中心频率波长的四分之一。如要实现100mhz-110ghz的超宽带工作频率指标，有限数量的台阶变化不能满足设计要求。
目前能够应用到110ghz的同轴定向耦合器的工作频率较窄，多为50ghz-110ghz，无法满足超宽带的使用要求。这就需要采用多个同轴定向耦合器进行合路设计，才能实现100mhz-110ghz或3ghz-110ghz等超宽带工作频率，从而导致设计方案的局限性较大，配套成本较高。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种超宽带同轴定向耦合器，以达到实现100mhz～110ghz的超宽带要求的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种超宽带同轴定向耦合器，包括耦合腔体，所述耦合腔体外壁设置同轴输入连接器、同轴输出连接器和同轴耦合连接器，所述耦合腔体内设置耦合内导体和负载，所述耦合内导体包括呈渐变线分布的主路耦合内导体和副路耦合内导体，所述主路耦合内导体两端分别通过弹性连接组件连接同轴输入连接器和同轴输出连接器，所述副路耦合内导体两端分别通过弹性连接组件连接同轴耦合连接器和负载，主路耦合内导体和副路耦合内导体之间的距离沿输入到输出的方向逐渐增大；所述耦合内导体在纵向上通过支撑杆连接耦合腔体。
上述方案中，所述支撑杆上设置台阶结构，来改善固定处的阻抗不连续性。
上述方案中，所述耦合腔体上设置伸入腔体内部的调节螺钉，针对耦合器传输线的阻抗不连续处，通过改变调节螺钉深入耦合腔体内的长度来优化耦合腔内磁场分布，实现耦合器的指标调整。
上述方案中，所述耦合腔体内壁上固定有吸收体，用来吸收耦合器传输腔体内的杂波，改善耦合器性能指标。
上述方案中，所述弹性连接组件包括毛纽扣弹簧和套于毛纽扣弹簧端部的金属帽，毛纽扣弹簧一端通过金属帽与连接器内导体或负载连接端实现硬连接，另一端卡在耦合内导体的固定孔中，与其实现硬连接。通过毛纽扣弹簧的弹性功能，即可实现两个连接零件之间的小尺寸弹性接触，而且还能够保证良好的传输功能需要。
上述方案中，所述主路耦合内导体和副路耦合内导体的输入和输出端均设置支撑杆。
通过上述技术方案，本发明提供的超宽带同轴定向耦合器的主路耦合内导体和副路耦合内导体呈渐变线分布，可以实现100mhz-110ghz的超宽频带要求，同时具有优异的耦合、直通、隔离和方向性指标。为了保证耦合内导体的稳定性，本发明采用支撑杆和弹性连接组件在不同方向上对其进行稳固，同时，弹性连接组件在稳固耦合内导体的同时，还能实现弹性接触功能和良好的传输功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例所公开的一种超宽带同轴定向耦合器内部示意图；
图2为本发明实施例所公开的超宽带同轴定向耦合器外部结构示意图；
图3为本发明实施例所公开的支撑杆安装剖面示意图；
图4为本发明实施例所公开的弹性连接组件结构放大示意图。
图中，1、上腔体；2、下腔体；3、同轴耦合连接器；4、同轴输入连接器；5、同轴输出连接器；6、负载；7、紧定螺钉；8、主路耦合内导体；9、副路耦合内导体；10、弹性连接组件；11、支撑杆；12、台阶结构；13、调节螺钉；14、吸收体；15、毛纽扣弹簧；16、金属帽；17、连接器内导体或负载连接端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种超宽带同轴定向耦合器，如图1和图2所示，该同轴定向耦合器采用的是耦合带状线工作原理设计方案，按照一定比例从主路中提取功率并从副路定向输出，实现定向耦合功能。
本发明的超宽带同轴定向耦合器包括耦合腔体，耦合腔体分为上腔体1和下腔体2，两者通过精密定位轴孔配合后进行螺纹连接，从而组成耦合器的耦合传输腔。上腔体1上设置同轴耦合连接器3，下腔体2上设置同轴输入连接器4，上腔体1和下腔体2的端部远离输入端设置同轴输出连接器5。同轴输入连接器4、同轴输出连接器5和同轴耦合连接器3，分别用于耦合器的输入端口、输出端口和耦合端口，实现1mm同轴连接端口功能。同轴输入连接器4、同轴输出连接器5和同轴耦合连接器3均能实现100mhz-110ghz频段内优异的传输性能。
耦合腔体内设置耦合内导体和负载6，负载采用自主研发的负载片制成，在100mhz-110ghz频段内具有优异的负载驻波指标，用来实现耦合器良好的方向性指标。负载由紧定螺钉7固定在耦合腔体内。
耦合内导体包括呈渐变线分布的主路耦合内导体8和副路耦合内导体9，主路耦合内导体8和副路耦合内导体9之间的距离沿输入到输出的方向逐渐增大，渐变线设计方案可以确保100mhz～110ghz的超宽频带要求。主路耦合内导体8两端分别通过弹性连接组件10连接同轴输入连接器4和同轴输出连接器5，副路耦合内导体9两端分别通过弹性连接组件10连接同轴耦合连接器3和负载6。
耦合内导体在纵向上通过支撑杆11连接耦合腔体，本实施例中，主路耦合内导体8和副路耦合内导体9的输入和输出端均设置支撑杆11。如图3所示，支撑杆11上设置台阶结构12，来改善固定处的阻抗不连续性。
如图2所示，耦合腔体上设置伸入腔体内部的调节螺钉13，针对耦合器传输线的阻抗不连续处，通过改变调节螺钉13深入耦合腔体内的长度来优化耦合腔内磁场分布，实现耦合器的指标调整。调节螺钉13通过螺纹连接固定在耦合腔体上。当耦合器指标达到需求时，采用双管胶固定调节螺钉13，防止耦合器指标因振动等外部条件的影响而发生改变。
如图1所示，耦合腔体内壁上固定有吸收体14，用来吸收耦合器传输腔体内的杂波，改善耦合器性能指标。
如图4所示，弹性连接组件10包括毛纽扣弹簧15和套于毛纽扣弹簧15端部的金属帽16，毛纽扣弹簧15一端通过金属帽16与连接器内导体或负载连接端17实现硬连接，另一端卡在耦合内导体的固定孔中，与其实现硬连接。通过毛纽扣弹簧15的弹性功能，即可实现两个连接零件之间的小尺寸弹性接触，而且还能够保证良好的传输功能需要。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。