具有宽频带的小型化双频分支线耦合器设计

郝晓慧,陈 明,薛智慧,程丹丹

(西安邮电大学 电子工程学院,陕西 西安 710121)

随着无线技术的飞速发展,射频微波集成电路已得到越来越广泛的关注。分支线耦合器是微波集成电路的基本模块,也是混频器、调制器、倍频器、放大器、功率分配器(高隔离)等微波元件的重要组成部分[1-2]。在这些微波器件中,耦合器主要起信号监测、信号注入、功率分配及合成等作用[3-5]。传统分支线耦合器往往只能工作在单频段。单一频段的耦合器已不能支撑所有的通信系统,双频分支线耦合器[6-8]已成为当下的研究热点之一,其中微带耦合器受到了越来越多的关注。

设计双频分支线耦合器需要考虑的是带宽和结构尺寸之间的权衡。文献[1]采用在分支线耦合器上加阶梯阻抗变换线的方法有效增加了工作带宽,但是这种结构尺寸较大。文献[9]在分支线耦合器上加交叉耦合线虽然解决了结构尺寸较大的问题,但四分之一波长分支线在奇次谐波下产生的杂散响应是不可避免的。在传统分支线耦合器的一对传输线中间加载短截线[10],不但可以设计成宽带双频特性,而且实现了结构的小型化,但当定向耦合器偏离中心频率时,输入驻波比和隔离度变差,耦合度也将产生频偏。为了提高性能,在设计双频分支线耦合器时最常用的方法是添加分支线的数目[11]或引入双频传输线[12]。引入双频传输线设计双频分支线耦合器会导致耦合器的电性能下降,因而通过添加分支线的数目的方法来设计双频分支线耦合器是一个良好的选择。……