1 引言
　　毫米波矩形波導電橋在毫米波雷達和通信系統(tǒng)的功分器中扮演了相當重要的角色。在毫米波段，矩形波導耦合器可以彌補Wilkinson等微帶型功分器損耗過大、隔離度太小的缺陷，是毫米波功分器中不可缺少的重要部件。基于矩形波導的功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)由于本身低損耗、應用頻率高的特點成為研究人員的研究重點。在毫米波段，對于二進制功率分配波導單元結(jié)構(gòu)多采用3-dB 波導E-面分支結(jié)構(gòu)，該波導分支結(jié)構(gòu)具有低損耗、高隔離度及結(jié)構(gòu)緊湊等特點，但是由于受到機械加工的影響，波導分支數(shù)有一定的限制，這樣會導致在毫米波段波導分支結(jié)構(gòu)的帶寬受到嚴格的限制。
　　在功率合成技術(shù)中，采用寬頻帶特性的功率合成網(wǎng)絡(luò)，可以大幅度提高系統(tǒng)的輸出功率。Louis W. Hendrick等學者提出了一種窄臂短槽的寬帶電橋，這種寬帶耦合是由于在耦合的一個公共區(qū)域內(nèi)TE30模逐漸消失的作用，這樣會導致奇偶模電路電長度的改變，從而實現(xiàn)寬帶特性。運用這種結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了緊湊的結(jié)構(gòu)和寬帶特性。
　　本文基于該學者的理論提出了一種基于波導H-面的Ka波段寬頻帶功率合成網(wǎng)絡(luò)，該功分網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)近7.5GHz的帶寬，在29.5-37GHz范圍內(nèi)，兩端口的幅度差小于0.4dB，回波損耗小于-19.5dB。
　　2 基于波導H-面的Ka波段寬頻帶功率合成網(wǎng)絡(luò)理論分析
　　本文所提出結(jié)構(gòu)是通過H面階梯不連續(xù)性多模等效電路模型分析而得。圖1所示的例子是一個H面兩級階梯的定向耦合器，由于該電路結(jié)構(gòu)僅在H面這個面上變化，所以由于TE10模的激勵，磁場的方向與H面平行。此外，電路有兩個可以折疊的對稱面：AA和BB，所以可以把四個端口看成四個一樣的端口進行分析，該端口的劃分依據(jù)是根據(jù)平面的奇偶模激勵用電場和磁場邊界沿著兩個對稱面進行劃分（如圖所示2）。在這種情況下，散射矩陣單元散射矩陣單元可以通過四端口的反射系數(shù)：推導得出：
　　
　　下標e和o分別代表對稱面的奇模和偶模，與此對應的第一個下標對應的是AA面和BB面。
　　
　　圖1 兩級階梯型定向耦合器
　　接下來考慮的是如圖2所示的四分之一的一個端口的電路，這個結(jié)構(gòu)是由一個兩級階梯結(jié)構(gòu)成，這個階梯結(jié)由三個波導的電場窄臂或磁場窄臂構(gòu)成。三個多模式導引級聯(lián)會產(chǎn)生階梯的不連續(xù)性。所以由此可以推導出如圖3所示的多模等效電路模型，每個導引在階梯不連續(xù)性的等效模式電壓和電流互相耦合如