【正文】 ，可以通過測量耦合線采樣得到的小功率信號，來監(jiān)測及推算出主線上的大功率信號。定向耦合器由于能夠利用耦合線對直通線上的信號進行采樣（耦合），因此多用于饋線電路及監(jiān)測電路。 [3] 隨著更高頻率的射頻微波電路大范圍應(yīng)用，帶線定向耦合器做為一種重要的微波器件也越來越多的應(yīng)用在微波電路中。其中耦合方式主要包括過孔耦合、邊緣耦合、平行耦合 和 縫隙耦合等。這兩條線（即直通線和耦合線）有四個端口，分別稱為輸入端，直通端，耦合端和隔離 端 。經(jīng)功率分配后的信號，其相位也滿足一定的關(guān)系，比如相位正交。因此本文的工作也具有一定的創(chuàng)新意義。由波段系數(shù)計算公式可知，該定向耦合器的波段系數(shù)為 ，由相對帶寬計算公式可知，該定向耦合器的相對帶寬為 ，屬于超寬帶微波器件。 對于射頻微波器件，衡量其帶寬的兩個重要指標(biāo)分別是波段系數(shù)和相對帶寬[2]。而目前比較有效的干擾抵消技術(shù)是基于正交矢量合成 [1]的 ， 即對同址干擾信號在發(fā)射前進行取樣，將取樣信號分為兩路幅度相等、相位正交的信號，然后送入干擾抵消的數(shù)據(jù)處理模塊。那么就引入一個問題：如何解決有限空間內(nèi)多部收發(fā)信機同時工作的兼容 ， 即如何解決同波段同址干擾。比如，在一艘軍艦上有大量的電臺、雷達、干擾和抗干擾設(shè)備 ， 這些電子設(shè)備是我軍打贏現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的重要保障。 between direct port and couple port. By using this relation ship, the directional coupler researched in this paper can be used for quadrature vector synthesis of the VHF/UHF adaptive interference canceller. The couple mode of directional coupler are forward couple and back couple. According to the stripline model of the simulation instrument, back couple is discussed in detail in this paper. At first the structure and application of directional coupler has been explained. And second, directional coupler is analysed by using microwave work and oddeven mode analysis. Then constraint condition is obtained. On the basis of above analysis, odd mode characteristic impedance and even mode character ristic impedance are obtained from the research of the directional coupler by using microwave equivalent circuit and interpolation polynomial. The physical parameter of stripline can be obtained from the relationship with odd mode characteristic impedance and even mode characteristic impedance. For decrease of ponent size and practical application, the research on miniaturization has been done and correction measures has been acquired. Asimulation instrument,named ADS, a product of Agilent pany, can be used for schematic simulation and PCB simulation of this directional coupler. Then the product can be produced and tested after designing the PCB of this coupler. At last, for future research, a method which can reduce the reflection of input port has been researched and verified. Key words: coupler ultra wideband orthogonality miniaturization ADS 目 錄 目 錄 第一章 緒論 .......................................................... 1 研制背景 ....................................................... 1 定向耦合器概述 ................................................. 1 定向耦合器的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 ..................................... 2 本文主要工作 ................................................... 4 第二章 定向耦合器的理論分析 .......................................... 7 定向耦合器的網(wǎng)絡(luò)分析 ........................................... 7 二端口面對稱網(wǎng)絡(luò) ........................................... 7 四端口面對稱網(wǎng)絡(luò) ........................................... 9 定向耦合器的主要參數(shù) .......................................... 14 第三章 寬帶定向耦合器的設(shè)計與實現(xiàn) .................................. 17 耦合器設(shè)計指標(biāo) ................................................ 17 耦合器的結(jié)構(gòu) .................................................. 17 耦合器電路參數(shù)的計算 .......................................... 19 單節(jié)耦合線電路參數(shù)計算 .................................... 19 多節(jié)耦合線電路參數(shù)計算 .................................... 20 耦合器物理參數(shù)的計算 .......................................... 26 耦合線實現(xiàn)方式 ............................................ 26 耦合線模式電容求解 ........................................ 27 緊耦合結(jié)構(gòu)物理參數(shù)求解 .................................... 28 松耦合結(jié)構(gòu)物理參數(shù)求解 .................................... 29 耦合器結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計 .......................................... 30 折疊耦合線實驗 ............................................ 31 折疊耦合線修正 ............................................ 34 第四章 耦合器電路仿真及實驗測試 ..................................... 39 耦合器電路仿真 ................................................ 39 耦合器實物及測試 .............................................. 43 第五章 設(shè)計改進 ..................................................... 47 改進方案 ...................................................... 47 實驗結(jié)果 ...................................................... 54 目 錄 第六章 結(jié)束語 ....................................................... 55 附 錄 .............................................................. 57 附錄 A：耦合器與 1/4 波長階梯阻抗變換器等效 ......................... 57 致 謝 ............................................................... 59 參考文獻 ............................................................ 61 碩士期間的研究成果 .................................................. 65 第一章 緒論 1 第一章 緒論 研制背景 隨著科技的發(fā)展，電子設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛。 論文 最后 給出了進一步 降低耦合器端口駐波比的方案，并通過仿真驗證其可行性。然后 利用安捷倫公司的射頻微波仿真工具 ADS 對設(shè)計的定向耦合器進行原理圖仿真和 PCB 版圖仿真， 并通過對樣品的實際調(diào)整，完成了器件的設(shè)計。最終根據(jù)奇模特征阻抗和偶模特征阻抗計算出帶線的物理參數(shù)。首先對定向耦合器的結(jié)構(gòu)和用途做出解釋，然后利用微波網(wǎng)絡(luò)和奇偶模分析法，對定向耦合器的設(shè)計做出理論上的詳細分析，得出約束條件。 定向耦合器的耦合模式包括前向耦合和后向耦合。 左右。在如此寬的波段、如此低的頻率，目前尚無帶狀 線結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，因此具有創(chuàng)新意義。 本人簽名： 日期 導(dǎo)師簽名： 日期 摘 要 摘 要 定向耦合器是能夠進行功率分配的射頻微波器件， 具有廣泛的 應(yīng)用。同時本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的文章一律署名單位為西安電子科技 大學(xué)。 本人簽名： 日期 西安電子科技大學(xué) 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬西安電子科技大學(xué)。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。 題 （中、英文） 目 作 者 姓 名 李俊一 指導(dǎo)教師姓名 、 職務(wù) 陳南 教授 學(xué) 科 門 類 工學(xué) 提交論文日期 二○一一年十二月 學(xué)科、專業(yè) 通信與信息系統(tǒng) 代號 分類 號 學(xué)號 密級 10701 TN622 公開 0908120202 超寬帶定向正交 耦合器 的設(shè)計與實現(xiàn) Design and Implementation of Ultra Wideband Directional Quadrature Coupler 西安電子科技大學(xué) 學(xué)位論文創(chuàng)新性聲明 秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。 申請學(xué)位論文與資料若有不實之 處，本人承擔(dān)一切的法律責(zé)任。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱和借閱論文；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。 （保密的論文在解密后遵守此規(guī)定） 本學(xué)位論文屬于保密，在 年解密后適用本授權(quán)書。本文討論的定向耦合器工作頻段為 30MHz～ 512MHz，根據(jù)波段系數(shù)和相對帶寬的定義，屬于超寬帶微波器件。該超寬帶定向正交耦合器包含四個端口，分別為輸入端、直通端、耦合端和隔離端，在對功率進行平均分配的同時，可使直通端和耦合 端的相位差穩(wěn)定