1.一种宽频带大功率毫米波过模波导TE01定向耦合器,包括过模四极主波导,对称设置于其两端的输入过渡段、输出过渡段,以及通过一排耦合圆孔与过模四极波导凸起部分连通的副波导;
所述输入过渡段、输出过渡段将圆波导过渡为过模四极主波导,其变化方式为线性过渡或非线性过渡;
所述过模四极主波导横截面的半径变化函数R表达式为:R=r0+a1cos(4t),其中r0为平均半径,a1为扰动系数;
所述副波导为非标准过模矩形波导,其两端对称设置过模矩形E面弯波导以改变副波导激励起的TE10模的传播方向;过模矩形E面弯波导后接的矩形波导过渡段,将非标准过模矩形波导转变成标准矩形波导;与主波导输出端口同侧的端口为耦合端口,而与主波导输入端口同侧的端口为隔离端口;
所述副波导的窄边尺寸b与工作频段对应的标准矩形波导相同,宽边a的确定方式为:调节副波导宽边尺寸,使得在工作频带内的任意频点处,副波导中工作模式TE10模的相位常数β2与主波导中工作模式TE01模的相位常数β1相同;
所述耦合圆孔将主波导传输的电磁波部分耦合到副波导。
2.如权利要求1所述的一种宽频带大功率毫米波过模波导TE01定向耦合器,其特征在于:所述耦合圆孔采用等间距排布,其半径变化为等孔径分布、或者切比雪夫分布、或者二项式分布。
3.如权利要求1或2所述的一种宽频带大功率毫米波过模波导TE01定向耦合器,其特征在于:根据多孔耦合的方式和相位叠加原理,副波导中的前向波满足同向叠加条件,反向波满足反向抵消条件,求得耦合小孔之间的间距d;具体确定方式如下:当使耦合模在正向增强时,有
当使耦合模在反向相消时,有
其中λ01为过模四极主波导内TE01模式的波导波长,λ10为副波导内TE10模式的波导波长,为影响因子;选取反向相消的情况计算得到d。
4.如权利要求1所述的一种宽频带大功率毫米波过模波导TE01定向耦合器,其特征在于:所述过模矩形E面弯波导的轴线为四分之一圆弧,且TE10模式在端口反射低于-30dB。
5.如权利要求1所述的一种宽频带大功率毫米波过模波导TE01定向耦合器,其特征在于:矩形波导过渡段采用线性过渡或非线性过渡的方式,且在工作频带内驻波小于1.05。