基于小型化微帶雙分支定向耦合器的設(shè)計方案

　　2 仿真及實驗結(jié)果

　　根據(jù)上述分析和計算，設(shè)計了一款應(yīng)用于海事衛(wèi)星通信的小型化微帶雙分支定向耦合器。中心頻率為f 0=1.6 GHz，頻率范圍為1.5~1.7 GHz，輸入/輸出端口阻抗Z0=50 Ω。選用F4B 系列微波介質(zhì)材料板，相對介電常數(shù)為εr=2.65，損耗角正切tan δ=0.002，厚度h=2 mm.利用HFSS仿真軟件進(jìn)行大量的仿真優(yōu)化，得到最佳的電路尺寸。最終加工實物如圖3所示。

　　使用AV36580A 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對加工的定向耦合器進(jìn)行了實際測量。圖4給出了各端口S參數(shù)HFSS仿真和實測結(jié)果的對比。由圖4可知，在1.5~1.7 GHz工作帶寬內(nèi)S11 《 -15 dB，中心頻率1.6 GHz 處S11《-20 dB，各輸入端口實現(xiàn)了良好的匹配。隔離口S41《-20 dB實現(xiàn)了良好的隔離。直通端與耦合端的功分效果良好，在所要求的頻帶范圍內(nèi)功分比最大相差0.5 dB.測試結(jié)果與仿真結(jié)果有著較好的一致性。測試結(jié)果與仿真結(jié)果的偏差可能來自于實際材料的誤差以及雕刻機加工精度的限制。

　　3 結(jié)論

　　本文提出了一款小型化的微帶雙分支定向耦合器的設(shè)計方案。該方案基于傳統(tǒng)微帶雙分支定向耦合器的原理，對分支微帶線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行等效，等效后的雙分支定向耦合器較傳統(tǒng)的雙分支定向耦合器面積縮小了51%，實現(xiàn)了微帶雙分支定向耦合器的小型化，最終加工了實物，給出了測試結(jié)果。實測結(jié)果表明該微帶雙分支定向耦合器在整個設(shè)計頻帶內(nèi)具有良好的匹配、功分以及隔離的性能。該定向耦合器已成功應(yīng)用于海事衛(wèi)星通信天線饋電系統(tǒng)。