基于超材料的定向耦合器

摘要

本发明涉及射频和微波信号传输领域，提供一种基于超材料的定向耦合器，所述定向耦合器包括输入端、输出端、耦合端、耦合模块以及匹配模块，所述输入端与所述匹配模块的一端相连；所述耦合模块分别与输出端和耦合端相连接；所述匹配模块的另一端与所述耦合模块相连。本发明基于超材料的定向耦合器采用超材料技术，通过改变超材料内部的折射率分布，使得定向耦合器具有方向性高、耦合平坦度好、承载功率大、还可以实现多向耦合、且体积小便于安装使用的特点。

主权项

一种基于超材料的定向耦合器，所述定向耦合器包括输入端(10)、输出端(30)以及耦合端(20)，其特征在于，所述定向耦合器还包括一耦合模块(40)和一匹配模块(50)，其中，所述输入端(10)与所述匹配模块(50)的一端相连；所述耦合模块(40)分别与输出端(30)和耦合端(20)相连接；所述匹配模块(50)的另一端与所述耦合模块(40)相连，外围的电磁波信号从所述输入端(10)输入进入所述匹配模块(50)后再进入所述耦合模块(40)，一部分电磁波信号直接从所述输出端(30)输出，另一部分电磁波信号通过所述耦合模块(40)耦合至所述耦合端(20)后输出；所述耦合模块(40)由多个具有相同折射率分布的超材料面板(401)堆叠而成，所述每一超材料面板(401)由多个超材料片层(411)组成；所述多个超材料面板(401)的折射率随着纵坐标y的变化的分布情况为：以堆叠在一起的多个超材料面板(401)建立坐标系，最低层坐标y＝0，$n\left(y\right)=n_{\min }+\frac{n_{\max }-n_{\min }}{p}[y-{(a-1)}^{*}p];$其中，n_min表示每一超材料面板(401)内最底层超材料片层(411)的折射率值；n_max表示每一超材料面板(401)内最上层超材料片层(411)的折射率值；p表示每一超材料面板(401)的高度；a表示超材料面板(401)的层数，随着超材料面板(401)的层数增加，a依次取1、2、3、4、……其中，a＝1表示最底层超材料面板(401)；n(y)表示纵坐标为y时的折射率。