基于ADS的微带定向耦合器设计(2)
近些年来，随着通信技术的不断进步，以及各种新材料和新技术的出现，使得微波电路的集成度越来越高，研制兼具高性能和微小的微波器件是国内外各个射频领域的最为重要的环节之一，在实际应用中和理论研究中都有重要的作用。
在微波、毫米波电路中，定向耦合器是一种比较常见的四端口器件，它能够将输入的一路信号转化成两路输出信号。定向耦合器在微波网络中的应用非常广泛，它可以被用来作为温度补偿和幅度控制电路提供采样频率，实现功率分配和合成；在平衡放大器中，有助于获得更好的输入输出驻波比；被应用于网络分析仪中来采样入射信号和反射信号。
传统的定向耦合器虽然能被设计出来任意分配功率比例，但是体积较大不适合微波电路的集成化发展方向。因此寻找具有更加优越性能，功能更加全面的小型化定向耦合器一直是微波领域研究的主要方向。而微带定向耦合器具有结构紧凑，制作简单以及便于和其他器件集成等优点，使得其作为微波电路的组成部分被广泛应用于现代电子系统之中。
通过微带线设计的元器件可以制成平面电路，由于结构紧凑，在微波电路中极其常见。且通过印刷工艺制作的定向耦合器，由于具有半边的自由空间，所占的空间较小，方便与其他微波器件相连接。由于微带线具备相关特性，用它来作为组成微波电路的一部分，能够增加电路的集成度。在当今世界快速发展的微波集成电路中，微带元器件作为微波系统中的核心元器件，有着举足轻重的作用[1]。
然而，微带定向耦合器也有内在的缺陷，主要表现为耦合度较低以及方向性不高。微波、毫米波电路中的设备为了小型化的目标，其中的元器件也要实现小型化，然而耦合器的工作频带宽度也限制了耦合器的应用。本文将通过结合微波技术理论知识和仿真技术软件，实现对定向耦合器耦合度和方向性等性能指标的提高。
1.2国内外研究状况和发展趋势
1.3微波电路仿真软件ADS的简介
ADS,是Advanced Design System 的简写,是安捷伦（Agilent Technologies）公司为了适应激烈的竞争形势，提高产品研发的效率并且更加有效地进行设计而推出的一套电路设计EDA的软件。这款软件一经推出，就成为工业设计领域的热门软件，并很快被广大电子工程技术人员所接受。因为ADS软件和其他微波仿真的射频软件相比，它的功能更加全面和强大。它能支持数量庞大并且类型不同的模板，仿真能力效率高准确度好，而且具备多种仿真软件的优点。ADS电子设计自动化功能十分强大，包含时域电路仿真(SPICE-like Simulation)，频域电路仿真（Harmonic Balance）；并支持射频和系统设计工程师开发所有类型的RF设计，从射频，微波模块到用于通信的航天，国防的集成MMIC。ADS已经成为最受设计研究所和各大高校欢迎的通信系统和微波射频领域的仿真软件。
ADS的优点：
(1)具备较高的可操作性，ADS中有方便快捷易于操作的工具栏、快捷键、电路模板，以及良好的窗口界面和人机交互界面，是操作简捷又美观。
(2)ADS中包含了大量的库文件，并具有各种实际电路需要的功能。
ADS的一般设计过程如下：
(1)计算出设计需要的各种电路参数。在准备采用的基板的各项参数确定的情况下，通过系统自带的计算工具进行微带线长宽等参数的计算。
(2)根据仿真的要求，画出电路图。找到所需要的电路元器件并设定计算好的参数，按照设计好的电路结构连接电路。
(3)开始仿真并进行优化。利用软件自带的优化功能，根据自己的目标参数对原理图进行仿真和优化。