一種3dB帶狀線耦合電橋的研究與設計

4仿真及結果

綜上所述，本設計在設計中考慮微帶線結構的耦合性較差，且封裝時需要占用空間大等原因。故而采用了帶狀線結構，如下圖6所示為HFSS仿真模型圖，由于為了實現3dB電橋耦合度的要求，采用了級聯的結構。仿真過程中研究了介質板厚度對耦合度的影響。上下底面的厚度越厚耦合度變好，中間層越厚耦合度越小，隔離性變好。為了方便加工將上下底面的介質板厚度設為相同。厚度為0.254mm，中間隔離介質層厚度也為0.254mm，由于考慮到加工時需要將三層介質黏合，黏合材料的厚度為0.038mm，故而仿真的時候將中間層厚度設為0.292mm。仿真采用介質板介電常數Er=2.94。

圖6仿真模型

下面圖7為仿真結果圖，由圖可知該結構很好的實現了耦合度3dB電橋。隔離度大于20dB，仿真實現了工程設計指標。使用AutoCAD制版軟件，繪制工程制圖。

圖7仿真模型與結果圖

制作加工實物模型并進行測量，實物尺寸約為40×30×10mm3。測量結果如下圖所示，測試結果與仿真結果基本吻合，滿足了設計指標，實現了3dB電橋功能。在8-12GHz的更寬頻率范圍內也基本都能夠滿足指標要求。

圖8實物及測試結果

4結束語

在射頻無源器件的設計過程中我們會遇見很多復雜的情況，這需要反復的仿真實驗測試，并根據要求達到最有利的結果，本文在對耦合器研究的基礎上通過大量的仿真，并最終完成了一個3dB帶狀線電橋，根據目前的設計技術進行了一個新的嘗試，運用兩個耦合器級聯來完成緊耦合，降低了對工藝的要求，并且減少了器件的厚度。