1、電子科技大學 賈寶富 博士微波電路與系統（一）第13講 定向耦合器第13講內容13.1 定向耦合器的技術指標13.2 理想定向耦合器特性13.3 平行耦合線定向耦合器工作原理（定性解釋）嚴格分析設計過程II、物理尺寸確定n根據Zc=50，應用ADS中的LineCalc，可得輸入輸出微帶線寬度W=0.96 mmn耦合線參數：nW=0.88mm; S=0.82mm; L=9.96mmIII、MWO建模IV、MWO仿真結果多節耦合線耦合器的設計n由于單節耦合線耦合器的長度為4，所以它的工作帶寬是受限制的。與匹配變換器的情況一樣，采用多節結構可以使帶寬增加。事實上，在多節耦合線耦合器和多節四分之一波長

2、變換器之間有非常密切的關系。n 由于其相位特性，多節耦合線耦合器通常是較好的，對稱多節耦合線耦合器一般做成奇數個節。所以，我們假定N是奇數。我們還假定是弱耦合(耦合度C10 dB)，且在中心頻率處每節的長度為4(=兀2)。小耦合近似n對于C1的單個耦合線段，端口2和端口3與端口1的電壓比為，n對于=兀2，小耦合條件下的級聯網絡n使用這些結果，上圖所示的級聯耦合器的耦合端口(端口3)的總電壓可以表示為小耦合條件下的級聯網絡（續1）n其中，Cn是第n節的電壓耦合系數。若我們假定耦合器是對稱的，則有C1=CN，C2=CN-1，等等，上式可簡化為式中，M=(N-1)/2。在中心頻率處，我們定義的電壓耦

3、合系數C0為，小耦合條件下的級聯網絡（續2）n上式是作為頻率的函數的耦合度的傅里葉級數形式。因此，我們能通過選擇耦合系數Cn來綜合所希望的耦合度響應。注意，在這種情況下，我們綜合的是耦合度響應；而在多孔波導耦合器情況下，我們綜合的是方向性響應。這是因為多節耦合線耦合器的去耦合臂通道是在前進方向，所以與反方向的耦合臂通道相比極少隨頻率變化，這是與多孔波導耦合器不相同的情況。例題 多節耦合器的設計和特性n設計一個具有二項式(最平坦)響應的3節20 dB耦合器，系統阻抗為50 ，中心頻率為3 GHz。畫出從l GHz到5 GHz的耦合度和方向性。n解：n對于最平坦響應的3節(N=3)耦合器，我們需要n3節定向耦合器的耦合度為：n所以，n利用耦合線定向耦合器耦合度與耦合線奇/偶模阻抗之間的關系，n計算出每節的偶模和奇模的特征阻抗為3節二項式耦合器的耦合度與頻率的關系曲線AWR模型仿真結果改善頻帶寬度的方法微帶結構改善方向性的方法12.4 分支線定向耦合器工作原理（定性分析）嚴格分析13.5 波導小孔定向耦合器單孔波導定向耦合器雙孔波導定向耦合器多孔波導定向耦合器13.6 混合環工作原理嚴格分析奇偶模法元件參數nW1=0.96mmnW2=0.96mmnW3=0.40mmnW4=0.40mmnW5=0.40mmnL1=10.