Les coupleurs Broadwall à ondes millimétriques sont des composants essentiels des systèmes RF. Les coupleurs sont normalement divisés en deux catégories en fonction de leur niveau de couplage : les structures à couplage fort et les structures à couplage faible. Le coupleur Broadwall appartient à la catégorie des structures de couplage faible utilisées à des fins de test et de mesure. Les coupleurs à paroi large peuvent échantillonner dans le sens direct ou dans le sens inverse, ce qui permet diverses applications. Dans ce projet, nous nous intéressons à la conception de coupleurs Broadwall WR 28 avec des interfaces coaxiales. Ces composants sont de plus en plus importants pour les différents systèmes de communication, en particulier les normes 5G/6G et les applications satellitaires. Ce projet vise à développer un coupleur Broadwall à large bande avec un niveau de couplage plat dans la bande Ka couvrant de 26,5 GHz à 40 GHz. L’unité objective supportera un couplage avant et arrière de 30,0 dB ± 1,0 dB et une directivité supérieure à 15 dB, ce qui est difficile dans la bande des ondes millimétriques. En outre, la perte de retour du bras principal requise est inférieure à 17,7 dB et la perte d’insertion est supérieure à -0,6 dB sur l’ensemble de la plage de fonctionnement.
Le premier défi de conception est la large bande passante d’adaptation des interfaces coaxiales de lancement à deux extrémités à cette haute fréquence. L’accord devient plus difficile avec une configuration coaxiale de lancement à deux ports. Il y a un effet de charge avec une configuration à deux ports, et il est difficile de déterminer quelle extrémité est la source de la détérioration de l’adaptation. De plus, l’affaiblissement de retour du bras principal a un effet significatif sur la directivité. Le deuxième défi de conception est la tolérance de fabrication lors de la réalisation des trous de couplage et de l’épaisseur de la paroi entre le bras principal et le bras secondaire. L’épaisseur minimale de la paroi doit être de 0,02 » entre le bras principal et le bras secondaire. De plus, le diamètre minimum des trous de couplage peut être de 0,15 », ce qui limite les degrés de liberté. Le dernier défi de conception provient de la section de conversion de mode dans l’interface coaxiale du lancement final. Un signal TEM pur va vers une section à crête unique avec mode TE, et d’une crête unique, il va vers un guide d’ondes rectangulaire.
