波导定向耦合器报告

《微波电路与器件》电科09级设计实验
波导定向耦合器
班级：
组长：
组员：
2012年5月17 日
波导定向耦合器
1.设计任务：
当频率的范围在8.5 GHz到10.5GHz时，波导定向耦合器指标到达以下要求：
驻波：<1.2
插损：<0.5dB
隔离：＞20dB
耦合：3dB
2.设计原理：
定向耦合器的主要指标：
(1) 工作频带:
定向耦合器的功能实现主要依靠波程相位的关系,也就是说与频率有关。

(2) 插入损耗：
主路输出端和主路输入端的功率比值,包括耦合损耗和导体介质的热损耗。

（3) 耦合度:
描述耦合输出端口与主路输入端口的比例关系,通常用分贝表示,dB值越大,耦合端口输出功率越小。

耦合度的大小由定向耦合器的用途决定。

(4) 方向性:
描述耦合输出端口与耦合支路隔离端口的比例关系。

理想情况下,方向性为无限大。

(5) 隔离度:
描述主路输入端口与耦合支路隔离端口的比例关系。

理想情况下,隔离度为
无限大。

本设计要求用波导做定向耦合器，打开hfss ，建立十字逢波导定向耦合器模型，波导型号为BJ-84波导，两段一头密封的BJ-84波导垂直层叠，中间有厚度为0.5mm 的耦合十字逢，十字逢位于层叠部分的对角线上，距离封闭口距离为3/4个波导波长，根据计算波导中传输TE 10模式，其波导波长为：
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=a g 221λλλ
根据公式计算波导波长，得出十字逢的位置。

3.ADS 中电路拓扑结构（或HFSS 中建模）：
本实验采用的是波导型号BJ-84，a=28.5mm, b=13.6mm,十字缝的厚度为5mm ，两波导通过十字逢进行耦合，如图所示：
十字逢长是有两个长1mm ，宽为5mm ，高为5mm 的长方体组合而成如图所示：
(1)驻波比<1.2
(2)插损<0.5
（3）隔离度>20Db
（4）耦合度3dB
5.CAD版图：
俯视图：
侧视图
5.后续工作建议：
通过hfss仿真后的结果基本符合题目的要求，还存在一些小误差，要使结果达到题目要求，必须继续进行优化，使每一项指标达到最优，可将一些变量设置成一定范围的未知数，然后进行优化，找到最优解。

6.分工：
组员：邱玲郑州胡克强丘定升郭昭君
查资料：邱玲郑州胡克强丘定升郭昭君
设计方案仿真：邱玲郑州
做PPT:丘定升郭昭君
演讲：胡克强
7.参考文献：
[1] 童诗白，华成英. 模拟电子技术基础. 北京：高等教育出版社，2006.05.
[2] 高瑜翔，王春圃等. 高频电子线路. 北京：科学出版社，2008.
[3] 雷振亚. 射频/微波电路导论. 北京：西安电子科技大学出版社，2008.。