Ka波段波导耦合器的设计与仿真(4)
而后是波导定向耦合器的发展状况和未来的发展趋势。定向耦合器从20世纪40年代发展以来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。
最后是HFSS软件的基本介绍。HFSS软件是ANSOFT公司推出的三文电磁仿真软件。ANSOFT HFSS利用其独特先进的自适应网格剖分和算法技术，通过合理优化减少网格总数、节省单位网格的计算资源，同时充分利用64位机的超大的RAM容量，最终完成大规模问题和高精确度的电磁场求解仿真。
第二章介绍了定向耦合器的基本原理。定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件，它是由耦合装置联系在一起的两对传输系统构成的。
定向耦合器的性能指标有：耦合度，隔离度，定向度，输入驻波比和工作带宽。作为一般的实用情况，定向耦合器的性能根据其在工作频带内中心频率处的耦合度、方向性及特性阻抗来确定。电路设计者利用这些数据能够计算出耦合器的结构参数。
定向耦合器的种类繁多，我们根据它的耦合情况分为，直接耦合，平行耦合和小孔耦合。不同的耦合器的分析方法不同，但他们都是四端口网络，可采用网络理论来分析他们的共性，从而得到定向耦合器的一般特性。
第三章介绍了双孔定向耦合器的基本原理并且根据提供的计算公式计算出Ka波段波导耦合器在插入损耗小于0.2dB，耦合度40dB的情况下各个参数。
第四章介绍了Ka波段波导耦合器的仿真过程，并对仿真结果进行分析得出结论。
2.定向耦合器的基础知识
2.1定向耦合器的原理
定向耦合器是一种具有方向性的功率耦合器件，它有着广泛的应用，并且它是多种微波元件的重要组成部分，它的性能好坏直接影响所构成微波器件的功能和特性。在近代，由于MICs应用的迅速增加，是耦合器的工艺经历质的变化，从而使定向耦合器在电子战，通信和雷达等系统中成为了不可或缺的元件。他们在无源电路中，主要用于调谐器，延迟线，滤波器和匹配网络中。在有源电路中，主要用在平衡放大器，混频器，衰减器，调制器，分离器和相移器中。
传统的设计方法是根据小孔耦合理论进行计算和设计。为了适应电子设备发展的不同需要，定向耦合器也从单孔耦合发展到多孔耦合，从波导的窄边耦合发展到宽边耦合，以满足窄带、宽带和弱耦合、强耦合的不同要求。
本文根据小孔耦合理论为基础的工程设计方法，按照预定的技术参数，初步设计出波导定向耦合器的有关参数，在此基础上，利用仿真软件HFSS对其仿真和优化。
定向耦合器的耦合区长度一般为中心频率对应波长的1∕4，这就使得耦合器的宽带不是很宽而对于微带线定向耦合器来说，由于它是准TEM波传输线，奇偶模相速是不一样的，是的方向性，耦合度受频率的影响更大。在实际工作中我们往往需要的耦合器应有一定的带宽。而增宽定向耦合器工作频带的方法很多如采用多节四分之一波长结构和几个定向耦合器串接等方法, 但这些方法中有的不一定适用于微带电路, 特别是需要的节数或耦合器的个数太多时, 其损耗会增至不能容忍的程度耦合器。
耦合器尤其是宽带耦合器在电子干扰以及测量系统中有着广泛的应用, 良好的设计方法和准确选择设计电路才能快捷有效的达到设计目的, 并且降低成本。微带线、带状线等传输线构成的定向耦合器除了具有结构紧凑, 小型轻便, 便于制造等优点外, 一个突出的特点是频带宽。如果应用恰当的设计原则, 频宽很容易达到倍频程。