基于HFSS的微带耦合器设计(4)
2.2 微带线概述
2.2.1 微带线定义
一般输电线路是由两个或两个以上的导体,专门用于传输横向电磁波的,双线、同轴线、带状线和微带线等等是属于比较常见的线路。而微带线是一种最常用的平面传输线,微带线不仅在光盘刻制行业有广泛运用,并且容易与其他各式设备集成,因此在制造电路中有很大的运用。其几何图形如图1所示。
图1 微带线的几何图形
微带线是一根地平面上的高频传输导线。一般来说，导线与地平线之间是绝缘介质，导线之外是空气。耦合微带线是由两根彼此靠的很近、平行放置的微带线构成，并且拥有相同尺寸。线厚度、宽度以及与地平面之间的距离决定了特性阻抗。耦合微带线可以用来设计滤波器、定向耦合器、平衡和不平衡变换器。
2.2.2 微带线的特点
微带线的平面结构适用于微博领域集成的大量生产。微带线与金属波导相比，微带线更加轻便，小巧，适用广泛，花费成本低；但是，损耗更大，功率容量小。微带线与带状线相比，微带线拥有更小的延迟，有很强的抗干扰，并且通常使用FR4_epoxy作为材料；带状线的阻抗更好控制，屏蔽能力好，但是速度慢。之前几年，微波技术的迅捷发展，促进了微波集成电路的快速发展，微带线的应用越来越多，并且促进了其他种类的微带线的发展和研究，极大的降低了介质损耗。一般用薄膜工艺制造。介质基片的选择，应当从相对介电常数和电介质损耗角正切考虑，既要导电能力强又要减少损耗。导体本身需要稳定性高，可以与基片能紧密结合并且相对介电常数高等特点。微带线，总的来说，可以保证高频信号的传播，其可以保证输出端和负载完美的匹配，极大的减少传输过程中的损耗。
2.3 微带耦合器
2.3.1 微带耦合器简介
耦合器有很多种类。从结构上看，可以分为定向耦合器、波导双孔定向耦合器、双分支定向耦合器以及平行微带耦合定向耦合器。从传输线的种类看，可以分为波导、同轴探针形式、带状线以及微带技术。相比较之下，微带耦合器更加轻便，快捷，小巧，花费成本低，但是方向性差。
2.3.2 微带耦合器的基本原理
3dB微带定向耦合器是由四个端口组成的网络。其结构如图2所示，微带耦合器的等效电路图如图3所示。其由四条线组成，分别为两条主线和两条支线，之间为耦合线，且长度为四分之一波长。1臂为输入端，如果有功率从输入端进入，3臂、4臂将会有输出，2臂应无输出。当3臂、4臂输出相同时，即为输入功率的一半，2臂为隔离端。
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