耦合线前向定向耦合器设计开题报告

定向耦合器是一种四端口网络，其特点是结构紧凑、小型轻便和便于制造，主要应用领域于微波功率量值传递、平衡式放大器、调相器等测量仪器中。除此之外，定向耦合器还应用于矢量网络分析仪中，为获取被测器件的网络特性提供重要作用。

定向耦合器可以分为前向定向耦合器与后向定向耦合器。正交定向耦合器在微波电路中广泛使用，它们可以被分为前向耦合器与后向耦合器。对于后向定向耦合器，耦合水平由奇模与偶模的特性阻抗的差值决定，当后向耦合器长度为四分之一波长达到最大的耦合水平。

早期的定向耦合器采用波导结构，通过在主波导和副波导之间的公共壁上开耦合小孔实现信号的耦合，信号通过这些耦合小孔从主波导进入副波导，在副波导的某一端信号进行同向叠加，而在另一端相位相反进行信号相消，从而达到定向传输信号的特性。随着微带线和带状线的出现及其快速发展，使用平面型传输线制作的分支线定向耦合器就得到快速发展。当两条传输线间间距很小的时候，由于两条传输线间电磁场的相互作用，两条传输线发生电磁耦合，能量从一条传输线耦合到另一条传输线，控制相应参数，从而实现信号的定向传输，这就是平面型定向耦合器的传输机理。近年来，随着缺陷地(DGS)结构的发展，利用缺陷地结构的高阻特性及低通带阻特性，实现慢波特性，使得在相同物理尺寸下，使用 DGS 结构的微带线比不使用该结构的微带线具有更长的电长度，从而实现小型化要求。

本次毕业设计将设计一种微带线前向定向耦合器，设计中使用了缺陷地结构以减小耦合线长度和器件尺寸。工作结果对于前向定向耦合器的设计和使用具有参考价值。

研究内容：

1.学习理解定向耦合器工作原理以及对称结构的奇偶模分析方法。

2.学习理解缺陷地结构原理。

3.在仿真软件中建立使用了缺陷地结构的耦合微带线定向耦合器模型并进行仿真分析。

4.对于所建立的定向耦合器模型进行优化设计。

预期目标：

建立具有缺陷地结构的微带耦合线定向耦合器的仿真模型，得到偶模和奇模传播特性的仿真结果，并对于耦合线定向耦合器的结构进行优化。

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1. 3.1-3.20阅读有关文献，理解定向耦合器与缺陷地结构工作原理；熟悉软件工具，掌握仿真方法；完成开题报告。

2. 3.21-3.31 建立耦合微带线定向耦合器模型。

3. 4.1-4.10对于定向耦合器模型进行仿真，同时实现基于仿真结果进行奇偶模参数提取。

4. 4.10-4.20 建立缺陷地结构模型，并应用于耦合线前向定向耦合器

5. 4.20-4.30 对于模型进行仿真优化。

6. 5.1-5.20 总结有关工作，撰写论文。