微波電路設(shè)計(jì)報告[寬帶微帶定向耦合器的設(shè)計(jì)]組長：組員：摘 要闡述了平行耦合線定向耦合器的工作原理和設(shè)計(jì)過程。根據(jù)耦合微帶線的主要特征，設(shè)計(jì)了頻率范圍為2~4GHz的平行耦合微帶線定向耦合器。根據(jù)給定耦合器的技術(shù)指標(biāo)，確定耦合器的類型、結(jié)構(gòu)。利用ADS、HFSS軟件環(huán)境設(shè)計(jì)了平行耦合線定向耦合器的電路模型，并對定向耦合器的S參數(shù)進(jìn)行仿真、優(yōu)化，已達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：ADS;HFSS;耦合線；定向耦合器；耦合微帶線 引言微帶傳輸線是最近幾年發(fā)展起來的一類微波傳輸線，具有小型、重量輕、頻率輕、可集成化、便于與微波集成電路相連接等優(yōu)點(diǎn)，因此，對于微波集成電路來說是一種非常重要的傳輸手段。平行耦合線定向耦合器是在微波集成電路中被應(yīng)用廣泛的反向定向耦合器。這種平行耦合線定向耦合器通常用帶狀線或者微帶線來實(shí)現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)使用微帶線來進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)指標(biāo)要求：1、頻率范圍：2~4GHz2、耦合度：20±1dB3、插損≤1dB4、隔離度≥20dB5、幅度不平度≤1dB6、相位不平度≤3°7、駐波≤1.5平行耦合線定向耦合器的設(shè)計(jì)原理如圖1所示，它由等寬的耦合線段組成，其耦合線的長度是中心波長的1/4，各個等寬均接匹配負(fù)載。當(dāng)信號從端口①輸入時，出來向端口②傳輸外，通過兩線之間的電磁耦合，還會向端口③和④傳輸。由于電場耦合在副線中向端口③和④反向產(chǎn)生的電壓是等幅同相的，而磁場耦合在副線中向端口③和④反向產(chǎn)生的電壓時等幅反相的，因此，副線中端口③處的電壓是同相疊加而又信號輸出，而副線中端口④處的電壓時反向而抵消的。在理想情況下，端口④無輸出，可達(dá)到理想隔離。端口②和③的輸出信號相位差為90度。平行耦合線定向耦合器的電路原理1、平行耦合微帶線定向耦合器的結(jié)構(gòu)如圖所示：2、對電路進(jìn)行優(yōu)化后：設(shè)計(jì)步驟1）確定基片參數(shù)（FR-4，介電常數(shù)為4.6，厚度0.8mm,銅箔厚度0.018mm）2）計(jì)算出定向耦合器的初始尺寸。3）確定定向耦合器節(jié)數(shù)。4）根據(jù)歸一化阻抗確定定向耦合器奇、偶模阻抗。n=3的切比雪夫耦合定向耦合器的歸一化阻抗為紋波為紋波5）根據(jù)定向耦合器奇、偶模阻抗確定耦合線的長度和寬度。HFSS中進(jìn)行場仿真Autocad中繪制印制板加工原理仿真1.原理圖

電腦磁場仿真1.3D建模視圖仿真曲線電路板圖設(shè)計(jì)最終版圖由CAD2008軟件繪制，CAD版圖如下：安裝與調(diào)試1.電路實(shí)物圖：實(shí)測曲線S11曲線3.S22曲線3.S21曲線S31曲線5.S33曲線S41曲線7.S44曲線相位曲線總結(jié)同其他組的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，雖然存在誤差，但還在指標(biāo)之內(nèi)，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。同時我們又對頻率的改變對平行耦合微帶線定向耦合器性能參數(shù)的影響進(jìn)行了測試，從測試結(jié)果上可知，耦合度雖然發(fā)生了變化，但改變的幅度并不是很大，即平行耦合線定向耦合器適用于較寬的頻帶范圍上。理論上，對于平行耦合微