陈晓俐，薛焕杰，官伯然

(杭州电子科技大学 电子信息学院，浙江 杭州 310000)

定向耦合器是用于各种高频系统的重要微波器件，被广泛用于幅度控制系统、平衡放大器、功率分配和合成器等很多微波器件及系统中。耦合器起到功率分配、组合、测量、拓扑改变和滤波的作用[1-5]。随着扫频信号源、宽带反射计、网络分析仪以及其他功率测量设备的发展，耦合器通常需要高方向性(优于30 dB)才能获得合适的性能[6]。因此，宽带且高方向性的定向耦合器的设计与研究就显得非常有意义。

在传统微带线定向耦合器设计过程中，往往采用多节λ0/4微带并联耦合线级联的方式实现宽频带(λ0是中心频率f0的波长)，例如文献[7]中使用4节级联达到10 GHz带宽。但是，这样带来的问题就是耦合器尺寸过大，不便于集成。而且，对于微带线耦合器，不均匀介质中奇数和偶数模式相速度的差异使得它方向性较差。为了解决这些问题，本文提出了一种小型化的多节微带耦合线的定向耦合器。它包括一节λ0/4对称平行耦合线和两节相同的λ0/8对称平行耦合线。此外，还通过在耦合线路的端口添加多段1/4圆弧微带线来解决方向性差的问题。

1 耦合器的基本结构

定向耦合器一个重要的特点就是将能量沿特定的方向传播。一般情况下，激励端口耦合到隔离端口的能量非常小[8-9]。单节平行耦合线定向耦合器的示意图如图1所示。

图1 单节平行耦合线定向耦合器示意图Figure 1. Single section parallel coupler directional coupler schematic diagram

当Port1为输入端口时，Port2为直通端口，Port3为耦合端口，Port4为隔离端口[10]。……