基于ADS—微带分支定向耦合器的设计.doc

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1、.目录一、课题名称2二、设计指标2三、设计理论基础2四、设计步骤41．设计微带分支定向耦合器的原理图42．微带线分支定向耦合器的原理图仿真63．微带分支定向耦合器版图的生成8五、设计小结…………………………………………………..9六、参考文献：9Word资料.前言：定向耦合器在微波波段有着广泛的应用，其主要用途有用来监视功率、频率和频谱，把功率进行分配和合成，构成平衡混频器和测量电桥，利用定向耦合器来测量反射功率系数和功率。本设计主要利用ADS2011软件设计微带分支定向耦合器的方法，及利用ADS设计、仿真微带分支定向耦合器，完成原理

2、图和布局图。关键词：定向耦合器微带分支ADS微波耦合度基于ADS—微带分支定向耦合器的设计一、课题名称：基于ADS—微带分支定向耦合器的设计二、设计指标：本报告微带分支定向耦合器的设计指标如下。l中心频率选为2.4GHz。l在2.3GHz—2.5GHz围，的取值小于-36dB。l在2.3GHz—2.5GHz围，的取值大于-3.0dBl在2.3GHz—2.5GHz围，的取值小于-36dB。l在2.3GHz—2.5GHz围，的取值大于-3.0dBl系统的特性阻抗选为50。l微带线基板的厚度选为0.5mm，基板的相对介电常数选为4.2.三、

3、设计理论基础：在射频微波电路中，经常用到多端口网络，分支定向耦合器是最常用的多端口网络，它在电路中起到了十分重要的作用，它能够在固定的参考相位的条件下，分开和组合射频微博端口。（一）、定向耦合器的基本功能和参数指标定向耦合器是一个4端口网络，它有输入端口、直通端口、耦合端口和隔离端口，分别对应图中的1、2、3、4端口12Word资料.43定向耦合器定向耦合器的主要技术指标有耦合度、隔离度、定向性、输入驻波比及工作带宽等，下面介绍上述各指标1、耦合度耦合度C定义为输入端口的输入功率P1和耦合端口P3之比的分贝数，耦合度C表示为：引入网络

4、散射参量，耦合度又可以表示为：耦合度的分贝数越大耦合越弱，通常把耦合度为0dB~10dB的定向耦合器称为强耦合定向耦合器，把耦合度为10dB~20dB的定向耦合器称为中等耦合定向耦合器，把耦合度大于20dB的定向耦合器称为弱耦合定向耦合器。2、隔离性隔离度I定义为输入端口的输入功率P1和隔离窗口的输出功率P4之比的分贝数，隔离度I表示为：理想状态下，隔离度为无穷大。3、定向性D在理想情况下，隔离端口应没有输出功率，但由于设计公式及制作精度的限制，使隔离端口有一些功率输出。通常采用耦合端口与隔离端口输出功率之比的分贝数来表示定向耦合器的

5、定向性，定向性D表示为：隔离端口输出越小，定向性越好，在理想情况下，,定向性D无穷大，实际使用中常对定向性提出一个最小值。4、输出驻波比定向耦合器除输入端口外，其余各端口均接上匹配负载时，输入端的驻波比为定向耦合器的驶入驻波比。输入驻波比为：Word资料.1、工作频带宽度满足定向耦合器技术指标的频率围，为工作频带宽度，简称为工作带宽。Word资料.（二）微带分支定向耦合器如下图所示输入口12直通口隔离口43耦合口理想微带分支定向耦合器的散射参量为：由上式可以得出如下结论：l因为,所以理想情况下在中心频率他的4个端口是完全匹配的。l因为

6、所以在端口1有输入而其他端口匹配时，端口2和端口3有等幅不同相输出，端口2输出比端口1输人信号滞后，端口3输出比端口1输入信号滞后。端口2输出和端口3输出相位相差，这是一个正交3dB耦合器。l因为，所以在端口1有输入而其他端口匹配时，端口4无输出。l分支线耦合器具有很好的对称性，4端口中任何一端口均可作为输入端口。因为有段，所以分支线耦合器不是宽带器件。四：设计步骤以下步骤基于Agilent公司的ADS2011_05设计并仿真实现的。（一）设计微带分支定向耦合器的原理图下面将创建一个微带分支定向耦合器的项目，并在这个项目中创建微带分支

7、定向耦合器的原理图，完成微带分支定向耦合器的设计工作。1、创建项目启动ADS2011创建微带分支定向耦合器项目，本课题所有的设计都将保存在此项目中。2、创建原理图Schematic文件Word资料.1、利用ADS微带线的计算工具完成对微带线的计算（1）在原理图Schematic文件上，选择【Tools】>【LineCalc】>【StartLineCalc】命令，在【LineCalc】计算窗口，在已知传输线的特性阻抗和相移的前提下，可以计算出微带线的宽度和长度。在【LineCalc】计算窗口选择如下。lType选择为MLIN，意为计算微

8、带线。lEr=4.2，表示微带线基板的相对介电常数为4.2。lMur=1，表示微带线的相对磁导率为1。lH=0.5mm，表示微带基板的厚度为0.5mm。lHu=1.0e+033mm，表示微带线的封装高度为1.0e+033