张立刚，宋志敏，李小泽，宁 齐，梁 旭

（西北核技术研究所，西安710024）

X波段宽带圆波导耦合器设计

张立刚，宋志敏，李小泽，宁 齐，梁 旭

（西北核技术研究所，西安710024）

根据实际应用需求，设计了一种X波段宽带圆波导耦合器。通过理论计算与数值模拟优化，实现频率9.3 GHz时，耦合度约为－71.2 d B；频率范围为9～10 GHz时，耦合曲线平坦度小于0.3 dB，可显著降低微波功率测量不确定度。为了提高耦合器的功率容量，对结构进行了改进，在耦合孔处进行了倒圆角处理。倒圆角半径为1 mm时，耦合孔最高场强降低了52%，功率容量得到提高。

X波段；高功率微波；微波测量；耦合器

高功率微波（high power microwave，HPM）具有峰值功率高（GW级）、脉冲宽度窄、模式复杂等特点［1 2］，常规的微波测量诊断装置不能直接用于高功率微波测量，不能满足高功率微波的测量需求，而高功率微波在线测量系统能够实时监测HPM源输出功率，已成为HPM测量中必不可少的功率诊断手段之一。

高功率微波在线测量系统结构如图1所示，其工作原理为：HPM源产生TM01模式的微波在圆波导传输线中传输，耦合孔耦合一部分功率进入BJ100标准矩形波导，并激励起TE10模式的取样微波，在耦合端口处测量取样微波的功率，经过计算得到圆波导传输线中HPM功率。

圆波导耦合器是HPM在线测量系统中的核心部件。理论分析、数值模拟及实验研究都已证明，HPM产生器件输出的微波频率随电子束二极管电压、谐振腔反射器尺寸、引导磁场等参数变化［1 2］。以往设计的耦合器，采用不同孔径等间距分布，方向性好，但其耦合曲线在所需带宽内平坦度大于2 dB［4- 12］，在实际应用中会增大微波功率的测量不确定度。……