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该方案应用HFSS软件对结构进行了优化仿真设计，并制作和测量了一款工作在L波段用于海事卫星通信的微带耦合器样件。该耦合器样件比传统双分支定向耦合器面积缩小了51%，实测结果与仿真结果吻合较好，验证了方案的可行性。
0 引言
近年来，通信技术取得了长足快速的发展，微波通信设备也随之发展起来。如今通信设备趋于小型化、便携化，这对通信设备中无源器件的尺寸缩小提出更高的要求。
定向耦合器具有简单的结构以及良好的方向性，在微波通信中得到了较为广泛的应用。定向耦合器的种类从结构上分有微带型、波导型和同轴型等；从耦合方式上有分支线耦合、微带平行耦合线耦合、小孔耦合等。传统微带形式的定向耦合器无法克服所占面积较大的缺点，因此限制了其在便携微波设备上的应用。目前，定向耦合器的小型化已经成为了一个热门的课题。
通过补偿电容，提高了耦合器的方向性并减小了尺寸；2通过引入多个开路枝节，实现了微带混合环的小型化；3采用了T型等效的方法实现了小型化；4采用了主线、副线以及耦合线的鱼骨形等效实现了小型化，避免了T型等效的中心重叠问题。但3-4仅仅是理论上的仿真，并没有考虑到实际微波器件的耦合效应。
本文基于前人的研究成果，提出了一种小型化的微带双分支定向耦合器的设计方案，有效地解决了T型等效的中心重合问题以及主线、副线以及耦合线的鱼骨形等效的耦合失真严重的问题。利用HFSS软件进行仿真优化设计，并做出了实物进行测试。
1 定向耦合器的小型化设计
传统微带双分支定向耦合器的结构示意图如图1所示，分支线长度及其间距均为1 4 中心相波长。其输入、输出端口的特性阻抗为Z0 ，AB段与DC段的特性阻抗为2 Z0 ，AD 段与BC 段的特性阻抗为Z0 。由于1已经给出了详尽的原理解释以及设计公式，本文将不再赘述。
然而，传统的微带双分支定向耦合器尺寸较大，本文通过传输线的对称等效，设计了一种小型化的微带双分支定向耦合器。传统微带双分支定向耦合器分支线的等效电路示意图如图2所示。
由等效前后A 矩阵相等，已知θ1 = 90° ，可得：
将四段分支线进行T型等效后发现，定向耦合器中心部分发生重叠，这会产生严重的耦合现象，影响定向耦合器的性能。在考虑定向耦合器的耦合效应的前提下，对分支线AB及DC段的T型等效进行进一步等效，其等效示意图如图2（c）所示。
同理，由A 矩阵相等得到：
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