《波段圆波导定向耦合器的研究-苑婷婷》.pdfVIP

Q 波段圆波导定向耦合器的研究 1,2 1,2 苑婷婷 ，史俊 东南大学毫米波国家重点实验室，210096 中国科学院上海天文，200030 [ 摘 要 ] 为满足上海65m 射电望远镜Q 波段双波束制冷接收机的需求，本文介绍了一种Q 波段新型噪 声注入结构，在传统的圆波导定向耦合器基础上设计了一种应用频段更广泛、耦合度更平坦的 高性能的圆波导定向耦合器。此定向耦合器具有-31.5±3dB 的耦合度，并且具有低于-45dB 的 交叉极化性能。本文该给出了设计原理以及利用有限元法电磁仿真软件（Ansys HFSS ）的仿 真结果。 [ 关键词 ] 定向耦合器，小孔耦合理论，极化波 A Design of Q-Band Circular Waveguide Directional Coupler Tingting Yuan, Jun Shi Shanghai Astronomical Observatory, CAS, 200030 [ Abstract ] This paper presents a well performance noise injector that is used in the Q-Band (35-50GHz) dual beam cryogenically cooled receiver of Shanghai 65m Radio Telescope. A good flatness of coupling over a wider frequency spectrum is required in the circular waveguide directional coupler. The design is based on the traditional circular waveguide directional coupler. The noise injector exhibits a -31.5dB mean coupling, flatness below 3dB, and an excellent cross-polarization below -45dB. The simulated results by using finite-element analysis (Ansys HFSS) are presented. [ Keyword ] directional coupler, multi-hole couple theory, polarized wave. 1 引言 在射电天文中，接收机采用噪声源耦合方式定标，即将噪声信号通过定向耦合的方式 注入到接收系统的极化器或者放大器之前。其中，噪声信号是采用标定好的白噪声信号， 噪声源输出功率大小借助衰减器进行调整。这个方法类似于确定噪声系数的Y 因子测试法， 噪声源及衰减器类似于Y 因子测试法中的冷热噪声源，由于输入噪声功率已知，所以能够 直接算出接收机的噪声系数。 射电天文接收机的低温馈源仓从天线的馈源开始依次有馈源喇叭，噪声注入结构，极 化转换器，正交模式转换器，低噪声放大器等等。由于实际中经常应用圆形波纹喇叭作为 馈源，所以噪声注入结构最好与馈源具有相同波导端口形式，本篇论文中设计的噪声注入