E面毫米波波导-微带转换电路设计仿真(7)
2.1.4 耦合微带线
在本章的前面部分中，主要对单根均匀微带线的特性和基本参量进行了讨论，并
且指出：由于微带本身的特点以及高次波型的影响，微带电路各部分之间可能存在耦
合，因而降低了电路的性能。但是反过来，如果适当选取微带线的参量，使高次波型
不能存在，因此抑制了那些杂散的、无规律的耦合，而充分利用有规律的、并且其特
性可以进行控制的耦合，则可以利用它来构成各种耦合微带线元件，其电性能和结构
都很适合微带电路的要求。现在这种元件已广泛应用于滤波器和定向耦合器中。因此
本节将讨论耦合微带线的基本特性和等效电路。
图(2.2)是耦合微带线的结构。两根相同参量的微带线相互隔开距离s平等排
列，即构成了耦合微带线。这彼此耦合的两根线也并非参量必须相同，在带状线元件
中，某些情况下是不同的；但在微带线元件中，以相同情况为主，因此在下面均按相
同微带线的耦合来进行分析。
图2.2 耦合微带线 图2.3 耦合微带线的电耦合和磁耦合 图2.4 耦合微带线的等效电路
上面说过，需要的是有规律、可以控制的耦合，这种耦合就是TEM波的耦合，或类似静电、静磁的耦合。更通俗地说：就是通过两根线之间的互电容和互电感进行耦合。如图(2.3)所示，整个一对耦合线，成了彼此之间具有分布互电容和互电感的分布参数系统。图(2.4)则表示出耦合线的等效电路，其中的分布互电容和分布互电感分别表示两根线之问的电耦合和磁耦合。
耦合微带线上的电压和电流的分布远比单根线的情况复杂，因为单根传输线是孤
立的分布参数系统，被激励后得到单一的电压波和电流波；而耦合微带线除了也是分
布参数外，还具有彼此问的耦合，因此两根线上的电压波和电流波有相互影响。例如
两根耦合线中的一根受到信号源激励时，其一部分能量将通过分布参数的耦合逐步转
移到另一根线上线性电路对诸谐波分量的响应是很容易求出的，迭加后就得到对复杂
波形的总响应。这种把复杂的事物分解成各个简单的问题来逐个加以解决的办法，在
解决耦合微带线问题时，也是行之有效的。这就是目前广泛应用的所谓“奇偶模参量
法"。
耦合微带线包括相互耦合的两根微带线，共有四个引出口，是一个典型的四口网
络。现在首先要解决的是：当对任意一个口(例如1口)以信号源加以激励时，通过
长度为l的线间耦合，如何求得主线和辅线(即不接信号源的线)的各个引出口的响
应。此时，考虑到耦合线结构的上下对称性，如果在l、4两口输入一对相互对称的
信号，例如两个相同的电压U；或者是一对相互反对称的信号，例如两个幅度相等、
相位相反的电压U+与U－。则由于耦合线上电磁场分布的对称性，对偶模来说，二根
线的电场是偶对称分布的；对于奇模，则是奇对称分布的。总而言之，从电磁场的图
形来说，是完全相同的，这就使上下两部分可在中心线上对称分开，只须研究一半即
可。于是四口网络的问题就可作为二口网络来研究，比较简单地就能得到结果。把上
述两种激励情况分别称为偶对称激励和奇对称激励，或称奇偶模激励。当然，奇偶模
激励只是一种特殊情况。在一般情况下往往并不是奇偶模激励。但是在1、4口上，
任意一对输入电压Ul，U4，总可以分解成一对奇偶模分量，因而使Ul等于两分量之
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