一種3dB帶狀線耦合電橋的研究與設(shè)計(jì)

4仿真及結(jié)果

綜上所述，本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中考慮微帶線結(jié)構(gòu)的耦合性較差，且封裝時(shí)需要占用空間大等原因。故而采用了帶狀線結(jié)構(gòu)，如下圖6所示為HFSS仿真模型圖，由于為了實(shí)現(xiàn)3dB電橋耦合度的要求，采用了級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)。仿真過程中研究了介質(zhì)板厚度對(duì)耦合度的影響。上下底面的厚度越厚耦合度變好，中間層越厚耦合度越小，隔離性變好。為了方便加工將上下底面的介質(zhì)板厚度設(shè)為相同。厚度為0.254mm，中間隔離介質(zhì)層厚度也為0.254mm，由于考慮到加工時(shí)需要將三層介質(zhì)黏合，黏合材料的厚度為0.038mm，故而仿真的時(shí)候?qū)⒅虚g層厚度設(shè)為0.292mm。仿真采用介質(zhì)板介電常數(shù)Er=2.94。

圖6仿真模型

下面圖7為仿真結(jié)果圖，由圖可知該結(jié)構(gòu)很好的實(shí)現(xiàn)了耦合度3dB電橋。隔離度大于20dB，仿真實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)指標(biāo)。使用AutoCAD制版軟件，繪制工程制圖。

圖7仿真模型與結(jié)果圖

制作加工實(shí)物模型并進(jìn)行測(cè)量，實(shí)物尺寸約為40×30×10mm3。測(cè)量結(jié)果如下圖所示，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合，滿足了設(shè)計(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了3dB電橋功能。在8-12GHz的更寬頻率范圍內(nèi)也基本都能夠滿足指標(biāo)要求。

圖8實(shí)物及測(cè)試結(jié)果

4結(jié)束語

在射頻無源器件的設(shè)計(jì)過程中我們會(huì)遇見很多復(fù)雜的情況，這需要反復(fù)的仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并根據(jù)要求達(dá)到最有利的結(jié)果，本文在對(duì)耦合器研究的基礎(chǔ)上通過大量的仿真，并最終完成了一個(gè)3dB帶狀線電橋，根據(jù)目前的設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了一個(gè)新的嘗試，運(yùn)用兩個(gè)耦合器級(jí)聯(lián)來完成緊耦合，降低了對(duì)工藝的要求，并且減少了器件的厚度。