寬帶定向耦合器的設計與應用

王家波，曹雪松

（南京電子器件研究所，南京 210016）

寬帶定向耦合器的設計與應用

王家波，曹雪松

（南京電子器件研究所，南京 210016）

對耦合線定向耦合器進行理論分析，對于對稱型，首先求得多節定向耦合器的耦合度通用表達式，然后利用二項式（最平坦）響應前n-1階導數為零的條件，計算出各節耦合系數。對于非對稱型，利用四分之一波長耦合器與四分之一波長階梯阻抗濾波器等效，通過切比雪夫多項式及理查德變換綜合出階梯阻抗濾波器的歸一化阻抗，此即為耦合器的偶模阻抗，然后計算出各節耦合系數。實例計算比較4～20 GHz的兩種耦合器：二項式響應耦合器具有最平坦的帶內特性；與二項式響應相同節數的切比雪夫響應耦合器具有更大的帶寬比。最后用厚度為0.254 mm的Rogers 5880微帶板制作了6～18 GHz的兩節微帶線耦合器，并應用在某組件中。

二項式響應；切比雪夫響應；寬帶定向耦合器

1　引言

定向耦合器廣泛應用于微波測試儀器儀表和雷達、移動通信、衛星通信等系統之中。常見的耦合器有波導孔耦合定向耦合器和耦合線定向耦合器。波導耦合器為立體結構，不適用于平面電路結構；為了抑制高次模，帶寬有一定限制。耦合線定向耦合器大多采用傳輸純TEM模的帶狀線和準TEM模的微帶線，帶狀線耦合方式有寬邊耦合、偏置耦合和窄邊耦合。為了得到更大的帶寬比、更小的耦合系數變化（波紋系數），耦合器采用多節級聯方式，每節長度為中心頻率的四分之一波長。……