Ka波段波导耦合器的设计与仿真(2)
毫米波由于其抗干扰能力强、分辩率高、穿透性好而首先被应用于通讯、雷达导航及军事领域，在军事电子及现代化武器系统中具有重要的地位。
毫米波生物医学工程的研究始于二十世纪吹冰十年代，在医疗技术方面的成就与发展来自30多年来世界各国学者专家的理论实验研究结果。
毫米波临床医学应用在国外的发展：早在60年代英国和苏联就进行了大量相关研究，1968诺贝尔奖获得者英国利物浦大学理论物理学提出“相干震荡谐振理论”，为毫米波在医学上的应用提供了理论根据。苏联召开了7次专题研讨会，随后美国、德国、加拿大等国家进行了大量的研究。学者们发现：毫米波对30几种疾病都有非常好的治疗效果。
我国的毫米波技术发展状况：英国和苏联等国家开展毫米波的研究比较早，而我国毫米波技术进入临床是从上世纪80年代开始，至今也有20多年了。这主要因为毫米波在军事上的应用使毫米波的学术交流受到限制。而本文Ka波段波导耦合器就是毫米波在耦合器中一种应用。
在微波系统中，往往需要将一路微波功率按比例分成几路，这就是功率分配问题。实现这一功能的元件称为功率分配器件即耦合器，主要包括：定向耦合器，功率分配器以及各种微波分支器件。这些元器件一般都是线性多端口互易网络。而本文研究的便是定向耦合器。
定向耦合器是一种通用的微波/毫米波部件，可用于信号的隔离、分离和混合，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。主要技术指标有方向性、驻波比、耦合度、插入损耗。
定向耦合器由传输线构成，同轴线、矩形波导、圆波导、带状线和微带线都可构成定向耦合器，所以从结构来看定向耦合器种类繁多，差异很大。但从它的耦合机理来看主要分为四种，即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配双T。
在20世纪50年代初以前，几乎所有的微波设备都采用金属波导和同轴线电路，那个时候的定向耦合器也多为波导小孔耦合定向耦合器，其理论依据是Bethe小孔耦合理论，Cohn和Levy等人也做了很多贡献。
随着航空和航天技术的发展，要求微波电路和系统做到小型化、轻量化和性能可靠，于是出现了带状线和微带线。随后由于微波电路与系统的需要有相继出现了鳍线、槽线、共面波导和共面带状线等微波集成传输线。这样就出现了各种传输线定向耦合器。
第一个真正意义上的定向耦合器由H. A. Wheeler在1944年设计实现，Wheeler使用了一对长为四分之一中心频率波长的圆柱来实现电场与磁场的能量相互耦合，遗憾的是这种方法只能实现一个倍频程的带宽。
现在国内外研究定向耦合器都向体积小、功率容量大、频带宽、插入损耗小，有良好的驻波比和方向性等发展。如今已研制出的高性能的耦合器，如中国电子科技集团公司第四十一研究所研制的耦合器，频率范围可从30kHz达到110GHz，耦合度也有3dB、10dB、20dB各种型号，且它的功率有的可以达到10KW，例如AV70606耦合器，它在保证方向性大于30dB的情况下，功率就可达到10KW。甚至有些公司在耦合度控制在10dB的情况下，它的回波损耗可以低于-50到-60dB，甚至更低。然而在某些特性场合，对耦合器的要求也是越来越高，因而更加优良的耦合器也有待我们去研究。
随着定向耦合器技术的发展，它应用到了更多更广泛的领域当中去，例如相控阵雷达等，越来越多的人开始关注这项技术，这更使定向耦合器得到了长足发展，随着时间的推移它在电子技术领域占到了越来越重要的地位。