定向耦合器是一種具有同向性或是反向性的微波無源器件，廣泛用作功率分配器。這幾年來，由于加工工藝的進(jìn)步，使得定向耦合器在通信系統(tǒng)中，成為無可替代的元件。定向耦合器在不同的電路中，擔(dān)當(dāng)著不一樣的角色。例如，在濾波器或是匹配網(wǎng)絡(luò)這樣的電路中，定向耦合器就算是運(yùn)用在無源電路中;而在移相器、平衡放大器、混頻器等電路中，定向耦合器就被看作是運(yùn)用在有源電路里面。定向耦合器被國內(nèi)外研究，近幾年來是發(fā)展的比較成熟的。其中，因為其體積小、性能好、容易加工等優(yōu)點(diǎn)，使得微帶線和帶狀線定向耦合器有了迅猛的發(fā)展，而且有了繁多的種類，這種類型的耦合器是比較常見的，但此類耦合器具有一個明顯的缺陷，那就是能夠承受的功率普遍都比較低。它與波導(dǎo)型定向耦合器相比，能夠承受的功率高、相對較寬的工作頻帶就變成了后者的一個明顯優(yōu)勢，所以后者常常被選中用于大功率系統(tǒng)中。在撰寫本篇論文過程中，我們是在以學(xué)習(xí)定向耦合器的基礎(chǔ)理論為前提下，將分析研究具體的波導(dǎo)型定向耦合器為主要內(nèi)容，最終要達(dá)到的目的是設(shè)計出一款比傳統(tǒng)波導(dǎo)型定向耦合器具有更好的性能，能廣泛運(yùn)用在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的定向耦合器。定向耦合器常見的耦合形式是圓孔、橢圓孔和矩形孔耦合。對于其他的耦合形式研究較少。要設(shè)計出一個在寬頻帶內(nèi)，插入損耗低，耦合度平穩(wěn)以及方向性高的波導(dǎo)耦合器，就要求其耦合孔的尺寸與波長相比，不能太大。所以對于圓孔耦合的定向耦合器，需要開很多的小孔，就算這樣也不一定能達(dá)到設(shè)計的要求。又因為相鄰耦合孔之間的距離是四分之一波導(dǎo)波長，所以，這樣使得設(shè)計出來的耦合器的尺寸很大，不能達(dá)到廣泛的實(shí)際運(yùn)用。而且在高頻段內(nèi)，要是耦合器具有低插入損耗的特性，只有十字槽耦合結(jié)構(gòu)能達(dá)到這一設(shè)計要求。所以本文在傳統(tǒng)波導(dǎo)定向耦合器的理論基礎(chǔ)上，采用市場上不尋常的十字槽耦合結(jié)構(gòu)，作為我們研究設(shè)計的對象。同時我們選用計算機(jī)仿真優(yōu)化軟件CST建立討論模型，討論模型的參量變化所引起耦合器性能的變化，通過分析比較，最終選取模型各個參量的最優(yōu)值，使耦合器的性能達(dá)到我們的設(shè)計要求：緊湊的結(jié)構(gòu)、較寬的工作頻帶、插入損耗低、平坦的耦合度、好的方向性等。任何的器件設(shè)計都應(yīng)該要運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)生活中，才能真正的檢測到它的優(yōu)劣。所以最后將我們設(shè)計的這款雙十字槽波導(dǎo)型定向耦合器進(jìn)行加工，對實(shí)物進(jìn)行測試，證明了它的性能確實(shí)優(yōu)于同類產(chǎn)品。因此，我們就可以得出這樣的結(jié)論：本次論文中設(shè)計出來的定向耦合器能夠有很好的市場發(fā)展前景。