一种宽带小型化双定向耦合器设计*

王 杨，郭庆功，徐军剑

0 引 言

双定向耦合器是一种可同时监测信号的输出功率和负载反射功率的元件。作为一种双向性的功率耦合元件，双定向耦合器的应用十分广泛，是许多微波电路的重要组成部分。随着短波、超短波通信设备的宽频带、小型化趋势不断向前发展，对定向耦合器的宽频带和小型化要求越来越高，使其成为该方向的研究热点。鉴于平面电路便于加工、集成等特点，常采用微带线或带状线设计定向耦合器。但是，在超短波频段，基于传统的1/4波长结构的微带分支线、耦合微带线定向耦合器结构本身尺寸较大。若要增加带宽尺寸，势必会增加小型化设计难度。不同结构的定向耦合器，小型化设计方法多种多样。文献[1]给出了一种分形Koch曲线的设计方法，在不改变微带线特性阻抗的前提下，减小微带线的长度，进而减小电路所占面积；文献[2]提出使用弯曲耦合线的方法来减小耦合器尺寸；文献[3]提出利用折叠耦合线来减小尺寸，但折线间直角连接会导致连接处不连续，进而引起反射；文献[4]用对称或非对称T型传输线结构代替传统λ/4传输线，达到了小型化耦合器的目的；文献[5]采用对称差分结构代替传统的λ/4微带线，减小了分支线定向耦合器所占面积；文献[6]采用耦合传输线加载集总参数元件的方法，实现了定向耦合器的小型化设计；文献[7]采用耦合带状线加载衰减网络和弯曲耦合线的方法，实现了小型化设计。然而，文献[1-3]采用小型化方法，当尺寸要求过小时，在超短波频段容易造成传输线重叠和引起相互耦合；……