问答题 从物理概念上定性地说明:(1)定向耦合器为什么会有方向性;(2)在矩形波导中(工作于主模),若在主副波导的公共窄壁上开一小圆孔,能否构成一个定向耦合器?
【正确答案】正确答案:定向耦合器为一个四端口元件,它是通过主辅线之间的耦合机构(对于矩形波导而言,耦合机构,多为孔、槽和缝隙等)将主波导的能量耦合到辅波导中,而在辅波导中定向传输。定向耦合器之所以有方向性,是由于耦合到辅波导中的电磁波相互干涉的结果。如矩形波导窄壁双孔定向耦合器,其原理性图解如图所示。信号由主波导到端口①输入,对于TE 10 模,窄壁只存在H z 分量,H z 经两个孔a、b耦合到辅波导中,在辅波导中建立起向端口③、④两个方向传输的TE 10 模,当两孔之间距离等于λ g /4时,由于由a孔与b孔耦合到辅波导中的,传到③端口所走路程相同,故同相相加,有输出,而辅波导传到端口④的波,在路程上有两个λ g /2的路程差(由b孔耦合传到端口④的波,较由a孔耦合传到端口④的波导多走了 的路程),故两孔耦合波在端口③反相相加,互相抵消。因此窄壁双孔耦合具有方向性。而在波导窄壁开一个小圆孔(单孔),则不具有方向性。 在矩形波导的公共宽壁上开一个耦合孔,由于宽壁开孑L既有磁场耦合又有电场(E y )的耦合,既存在电耦合,又存在磁耦合,两种耦合相干涉的结果可构成方向性,即宽壁单孔具有方向性。 在公共窄壁开一个长的缝隙(不是一个小圆孔),也可以构成方向性,称之为波导缝隙电桥。
【答案解析】