定向耦合器在如今大部分的微波电路系统中都得到应用，因此对定向耦合器的各方面开发探索是十分必要的。在本次毕设过程中，我尽量去学习了解定向耦合器的各类研究领域，并尝试自主设计仿真了平行耦合微带线定向耦合器。文献综述

1。2定向耦合器的分类及功能

某些定向耦合器的两个输出信号之间有相对的相位关系，比如说正交耦合器，它的两个输出端口中的信号相位呈90°角。若图1-1所示的网络就是一个上述的定向耦合器，则其每个端口的信号的关系如表1-1所示。

图1-1 定向耦合器结构示意图

表1-1 正交耦合器端口输入与输出信号的相位

定向耦合器主要可以按如下一些方向进行分类：

定向耦合器可以采用多种类型的功能迥异的结构构成主线和副线，这种传输线结构有：微带线、带状线，以及波导，即圆波导或矩形波导、同轴线等。

定向耦合器又有单节结构和多节结构，单节定向耦合器是指电路结构中只使用一节1/4λ长的传输线。

一般定向耦合器会规定以6dB为区分，即将耦合度大于这个标准值的称为弱耦合，而小于该标准值的是强耦合。

根据各信号对称与否还可以将定向耦合器分为对称型和非对称型。如一定向耦合器示意图如图1-1所示，若端口1、3和端口2、4分布均具有对称性且端口1、2和端口3、4也分别对称，则称之为对称型定向耦合器。

其耦合原理又可以主要分为四种，即小孔耦合、平行耦合、分支耦合和匹配双T，其各自结构功能如下：

(1)分支耦合定向耦合器

最早的时候，由于制作工艺和科研水平等限制，应用最为广泛的是波导型分支线耦合方式，它所使用的两段波导完全平行，其中一段是连接输入端和直通端的主波导（主线），另一段是副波导（副线）连接耦合端和隔离端。中间由ET分支进行耦合。信号功率由主波导的一端输入端输入，通过主波导的传输，在另一端口直通端输出一部分功率的信号，其他的以一定的比例，分支耦合到副波导上，然后通过输出端口，而另一端完全没有功率输出。其主要优点如上所说，特点是功率容量非常大，适用于高功率发射机中的应用；缺点是体积过大，在如今的市场应用下难以满足大部分的使用需要。如图1-2所示，就是一个波导分支定向耦合器。

图1-2 波导分支定向耦合器示意图

20世纪50年代后，随着带状线和微带线传输线的问世，波导型分支定向耦合器主要由微带线和带状线分支定向耦合器所替代，它们具有体积小，重量轻，易于集成，生产方便等显著优点，但由于其同时功率容量较小，因此在低功率系统中有广泛应用，例如集成平衡混频器。微带分支定向耦合器示意图为图1-3，两条传输线平行放置，中间距离很大，可近似忽略线之间的电磁耦合。两条线由两条分支线耦合起来，从而实现定向传输功能。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

图1-3 分支耦合定向耦合器

（2）平行耦合定向耦合器

本文所使用的方式是平行耦合[9]，当平行的主线和副线之间的距离不断减小时，两条线之间会产生电磁耦合，以此实现主线和副线的耦合。平行耦合结构一开始使用的是同轴线构成的传输线，即将两条导体放置在同一外导体中，之后得到普遍应用的是带状线和微带线结构。图1-4就是平行耦合微带线定向耦合器的示意图，它由尺寸相等的两条传输线组成，长度是1/4λ，假设①为输入端，当信号从①输入时，除了向主线另一端的②（直通端）传输外，通过两条线之间距离很近而产生的电磁耦合，还会向副线上的端口③和④传输。由于因电场在副线中产生的信号幅度相等，相位相同，而因磁场在副线上产生的信号是幅度相等，相位相反的，因此，副线中③和④两端口处其中一处的信号是同向叠加形成信号输出，而另一端信号是反向抵消的。理论状况下，副线一端口没有信号输出，可实现完全隔离，信号反向传递，因此又称为反向耦合器，而端口②和副线一端口的输出信号相位差为90O，因此该定向耦合器又被称为90O反向定向耦合器。