一种3dB带状线耦合电桥的研究与设计

4仿真及结果

综上所述，本设计在设计中考虑微带线结构的耦合性较差，且封装时需要占用空间大等原因。故而采用了带状线结构，如下图6所示为HFSS仿真模型图，由于为了实现3dB电桥耦合度的要求，采用了级联的结构。仿真过程中研究了介质板厚度对耦合度的影响。上下底面的厚度越厚耦合度变好，中间层越厚耦合度越小，隔离性变好。为了方便加工将上下底面的介质板厚度设为相同。厚度为0.254mm，中间隔离介质层厚度也为0.254mm，由于考虑到加工时需要将三层介质黏合，黏合材料的厚度为0.038mm，故而仿真的时候将中间层厚度设为0.292mm。仿真采用介质板介电常数Er=2.94。

图6仿真模型

下面图7为仿真结果图，由图可知该结构很好的实现了耦合度3dB电桥。隔离度大于20dB，仿真实现了工程设计指标。使用AutoCAD制版软件，绘制工程制图。

图7仿真模型与结果图

制作加工实物模型并进行测量，实物尺寸约为40×30×10mm3。测量结果如下图所示，测试结果与仿真结果基本吻合，满足了设计指标，实现了3dB电桥功能。在8-12GHz的更宽频率范围内也基本都能够满足指标要求。

图8实物及测试结果

4结束语

在射频无源器件的设计过程中我们会遇见很多复杂的情况，这需要反复的仿真实验测试，并根据要求达到最有利的结果，本文在对耦合器研究的基础上通过大量的仿真，并最终完成了一个3dB带状线电桥，根据目前的设计技术进行了一个新的尝试，运用两个耦合器级联来完成紧耦合，降低了对工艺的要求，并且减少了器件的厚度。