基于小型化微帶雙分支定向耦合器的設計方案

　　2 仿真及實驗結果

　　根據上述分析和計算，設計了一款應用于海事衛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 系列微波介質材料板，相對介電常數為εr=2.65，損耗角正切tan δ=0.002，厚度h=2 mm.利用HFSS仿真軟件進行大量的仿真優化，得到最佳的電路尺寸。最終加工實物如圖3所示。

　　使用AV36580A 矢量網絡分析儀對加工的定向耦合器進行了實際測量。圖4給出了各端口S參數HFSS仿真和實測結果的對比。由圖4可知，在1.5~1.7 GHz工作帶寬內S11 《 -15 dB，中心頻率1.6 GHz 處S11《-20 dB，各輸入端口實現了良好的匹配。隔離口S41《-20 dB實現了良好的隔離。直通端與耦合端的功分效果良好，在所要求的頻帶范圍內功分比最大相差0.5 dB.測試結果與仿真結果有著較好的一致性。測試結果與仿真結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 結論

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