微波定向耦合器集成电路的设计

微波定向耦合器集成电路的设计

石京民

【期刊名称】《系统工程与电子技术》 【年(卷),期】1991(000)003 【总页数】1页(P44)

【关键词】微波频率;定向耦合器;集成电路 【作 者】石京民 【作者单位】无 【正文语种】中 文 【中图分类】基础科学

【文献来源】https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_systems-engineering-electronics_thesis/0201258937.html

系统 工 程与电 子技术】 9 9 1 年第 3 期微 波 定 向 耦 合 器 集 成 电 路 的 设 计北 京 遥 感设 备 研 究所石 京 民摘 要 本 文 利 用 网 络 理 论 分 析 微 波 定 向 耦 合 器 的 特 点 ， 得 出 设 计 微 波 定 向 耦 合 器 集 成 电 路 设 计 的基 本 步 骤 ， 并 根 据 定 向 耦 合 器 的 设 计 要 求 ， 编 制 出 带 状 线 定 向 耦 合 器 和 微 带 线 定 向 耦 合 器 的 设 计 程序，采用 计算 机 进 行 辅 助 设 计 。 最后 ， 给 出 了 设 计 实 例 。 实 验 证 明， 本 程 序 是 有 效 和 实 用 的 。主 题 词 微 波 器 件， 定 向 耦 合 器 ， 计 算 机 辅 助 设 计 ， 网 络 理 论 。D e sig n o f X - b a n d M i c r o w a v e D i r e c ti o n a l C o u pl e r I C sS hi Ji n g m i n

Be i jin g I n s titute of R e m o t e S e n s i n g E q u ip m e rrts Ab s t r a c t: T his p a p e r d e s c r ib e s g e n e r al s t e p s f o r c o m p u t e r - aid e d d e sig n o f m i c r o w a v e di r e cti o n al co u ple r I C s o n th e b a sis o f n et w o rk th e o ry.A c c o rdi n g t o th e dir e cti o n al c o u ple r d e sig n req uir e m e n ts ,a p r o g r a m m e f o r d e sig n i n g s t r ipli n e dire cti o n al c o u ple r s a n d m ic r o strip li n e dir e cti o n al c o u ple rs isgi v e n w i t h p r a c ti c a l e x a m p l e s.Ke y w o r d s : N e t w o r k t h e o r y , M i c r o w a v e c o u ple r , C A D.引 言定 向 耦 合 器 是 一 个 应 用 广 泛 的 微 波 器 件 。以 往 根据集成 电路设计 理 论 设 计的微 波 定 向耦合 器 不 仅 效 率 不 高 ， 而 且 不 太准 确 ， 常常需 要 实 验修 改； 而 利 用 计算 机 辅 助 设 计 定向耦合器 ， 能够 克服 以 上 缺点， 并具有高 效 、准确 、简单等 特点 。 作者编 制 的微带线定 向 耦 合 器 和 带 状 线 定 向 耦 合 器 的 设 计 程 序 ，具有 很 好的 实用 性 ， 能够 比 较 准确 地 达到 设 计指 标 。 二 、 定 向耦 合 器 的 技 术 指 标及 网 络 分 析定向耦合器是四端口 网络， 如图 1 ． 当信号从端 口 1 输 入 时，一部分能量直接从端 口 2 输- 4 4出， 还有 一 音 瞄捕醣酥 禺 合到另根传输线， 端口3为耦合输出端 口， 端口 4 为隔离端 口， 理想状态下此端 口 应没有功率输出。耦 合 器 主 要 指 标 是 耦 合度 C 、 方 向 性D 、 插 入 损 耗 M 等 ， 其定 义分别 为：§j 建 出图 l 微带定向耦 合器典型 结构收 稿 口 期： 1 9 9 0 年 6 月 2 5 日】91年第 3期石京民摘要本文利用网络理论分析微波定向耦合器的特点，得出设计集成电路基步骤并根据求 ，编制带状线和程主题词件，算机辅助计 ，。DesignofX-badMicrwvtilCupl e

rIsShiJigmBjin gtituteofRtEqiprrtsAt:Thispibalaiddi r e cti o n alple r I C s o n th e b a sis o f n et w o rk th e o ry.A c c o rdi n g t o th e dir e cti o n al c o u ple r d e sig n req uir e m e n ts ,ipli n edire cti o n al c o u ple r s a n d

m ic r o strip li n e dir e cti o n al c o u ple rs isgihx.Ky:Nk,ple r ,引言是个应广泛件 。以 往 根据集成 电路设计 理 论 设 计的微 波定 向耦合 器 不 仅 效 率 不 高 ， 而 且 不 太准 确 ，常常需 要 实 验修 改； 而 利 用 计算 机 辅 助 设 计定向耦合器 ， 能够 克服 以 上 缺点， 并具有高效 、序 ，到设 计指 标 。

二、定 向耦 合 器 的 技 术 指 标及络 分 析4出，还有音瞄捕醣酥 禺 合到另插 入 损 耗 M 等 ， 其定 义分别 为：j建图微带定向耦 合器典型 结构收稿口期：0年6月25日C - 一 ， Ol o g ； ÷ l = 2 01 0 g I S 3 1 1 (d B) (1)… 制 喇№矧(d B) ∽… ‰牾 l = 2 0, o g l ㈣，∽P ． 为 端 口 1 的 输 入 功 率 ， P 2 ， P 3 ， P 4 分别为端 口 2 、 3 、 4 的 输出功 率 。分 析 耦 合 器 时 ， 一 般 采 用 微 波 网 络 理论，并用 散射参数作为网 络参数 。 设定 向耦 合 器 各 端 口 的 端 接 阻 抗 为 Z o ， 且 端 口 1 的 激励 电 压 幅 值 为 1 ， 则 其散 射 矩 阵 [S] 中 的 元 素S i j 分 别 表 示 各 端 口 的 入 射 或 反 射 （输 出 ）电 压波的 幅值 。 要 完善地 描 述耦合线 型 定 向 耦 合 器 ， 必 须 把 散 射参数 S i j 和 耦 合 线 节的奇 、偶模联系 起来 。 二 者 之 间有如 下关系： S i i = 1 - 2 ( 1 + r 2 ( ． i - r ex p(2iP o e/) 1 - F 2 2 (4’ ex p(2jf 3 0 0 t ) - F 2 ' \一 豢 筹 篙(1 - F 2 ) e x p(jf i o o ， ) l— — 2[e x p(2j卢。。f ) 一r ： ] 1 _ r 2 S3 1 2 ≥ （ ， 一 面 (2j卢o e -r 2 )一 生 1一 r ： 2（ 卜 面 瓦 荔 一r ：‰ = 襄 嚣。， ) 一 I' ： 】(1 - 1 - 2 e x p(jf 3 0 0 1 ) 2[ ex p(2jj 3 0 0 / ) - I_ 2 ]Z - Z o 其中I1 。 2 三 生 F o 。 Z o Z- Z O r。 一 笋÷ 。 。 Z o 分别为奇 、 偶模的反 射系 数， 而p 2 兀 竺 一 卢。。2 页 V g o p 。 2兀 生 卢。。2 页 V(8) (9) (1 0) (11)分别 为 奇 、 偶 模 的 相 位 常 数 。 Z 。。 和 Z o e 分别 为 奇 、 偶 模 特 性 阻 抗； 砧。、 五 ；。 分 别 是 奇、偶模导引 波长； V p 。， V 。 分别为奇 、 偶模相 速 。 由 均 匀 介 质 填 充 的 耦 合 线 （ 如 带 状 线 ）构 成 的 定 向 耦 合 器 ， 其 奇 、 偶 模