本文讨论了一种新型大功率微波定向耦合器的设计、制作与测试。定向耦合器（Directional Coupler）是一种能够在不影响主传输路径信号的情况下，从传输线上取出一部分信号进行检测或使用的器件。其作用在于对微波功率进行监测、分配或合成，并广泛应用于微波测量、通信系统和电子战领域。
在高功率微波应用中，传统的热量计法（Calorimeter）通常用于微波功率的测量。然而，热量计法存在两个主要缺陷：首先是响应速度慢，其次是测量精度会受到水压、流量和环境温度的影响，导致无法在线测量高功率微波。另一个可行的方法是使用高性能的高功率微波定向耦合器，这不仅可以实现在线测量微波功率，而且比热量计法更为稳定。
定向耦合器的分类可以基于传输线的类型来划分，包括平行双线（stripline）、微带线（microstrip）、同轴线（coaxial line）和波导（waveguide）等类型。不同类型的定向耦合器各有其优缺点。例如，平行双线和微带线定向耦合器适合于宽带应用，但它们的功率容量一般不高，损耗较大。在提高功率容量和减少损耗方面，有研究采用了悬空平行双线技术。同轴线定向耦合器在输出功率较高时使用。而波导定向耦合器通常具有较好的功率容量和较低的插入损耗，适合于高功率微波信号的定向耦合。
本研究中，提出了一种工作频率范围在1.72GHz至2.61GHz的大功率微波定向耦合器设计，采用了两阶段耦合策略。在第一耦合阶段使用多孔耦合结构，在第二耦合阶段采用双十字孔耦合结构。通过设计两个耦合结构的耦合因子变化趋势相反，实现了频率响应的平坦化。设计并制作了两级耦合器，并通过测量证明了该定向耦合器具有良好的性能，耦合度偏差小于0.8dB。该定向耦合器能够在2MW脉冲微波功率输入时正常工作，其潜在的峰值功率容量可能更高。
在描述中还提到了，该定向耦合器在1.72GHz到2.61GHz的频率范围内展示了良好的性能。在测试中，耦合度偏差小于0.8dB，表明耦合度的稳定性和一致性。在2MW的脉冲微波功率输入下，耦合器能够正常工作，这表明它具有较高的功率容量。作者还指出，通过进一步的优化，该定向耦合器的峰值功率容量可能会更高。
文章指出，对于微波功率的测量，定向耦合器相比热量计法具备在线测量的优势，能够为微波源提供更加稳定和精确的测量方式。在现代微波技术高速发展的背景下，高性能的定向耦合器对于微波功率的精确测量具有重要的意义。
关键词：定向耦合器、大功率、微波、波导
引言部分介绍了传统热量计法在高功率微波测量中的不足，并指出定向耦合器在实现在线测量及提高稳定性方面的优势。同时，文中介绍了不同传输线类型的定向耦合器特点以及它们各自的应用场景和限制。引言还强调了本研究提出的设计方案的特点和可能的应用前景。
