环形耦合器课件.ppt

小组成员： Page ? * 单击此处添加标题 设计要求 1 设计原理 2 仿真步骤 3 仿真结果 4 1 Page ? * 中心频率：6GHz 通 带：500MHz 耦合度： 3dB 输入输出阻抗：50Ω Page ? * 设计原理 微带环形耦合器也叫混合环。整个环的周长为1.5λg，四个分支线并联在环上，将环分为4段，4段长度如图所示，λg为混合环波长。 混合环有两个端口相互 隔离，另外两个端口平 分输入功率的特性，因 此可以看作是一个3dB 定向耦合器。 Page ? * 设计原理 当端口1输入信号时，到达端口2的两路信号等幅同相，端口2有输出，相位滞后90度；达到端口3的两路信号等幅反相，端口3无输出；达到端口4的两路信号等幅同相，端口4有输出，相位滞后90度。其中端口2和端口4输出振幅相同。因此，有 S??=S??= （-j），S??=0 端口2输入信号时，到达端口1的两路信号等幅同相，端口1有输出，相位滞后90度；到达端口3的两路信号等幅同相，端口3有输出，相位滞后70度；到达端口4的两路信号等幅反相，端口4无输出。其中端口1和端口3输出振幅相同。因此有 S??= （-j）, S??= j ,S??=0; 当端口3输入信号时，到达端口1 的两路信号等幅反相，端口1无输出；到达端口2的两路信号等幅同相，端口2有输出，相位滞后270度；到达端口4的两路信号等幅同相，端口4有输出，相位滞后90度。其中端口2和端口4输出振幅相同。因此，有 S??=0,S??= j , S??= (-j); 当端口4输入信号时，到达端口1的两路信号等幅同相，端口1有输出，相位滞后90度；到达端口2的两路信号等幅反相，端口2无输出；到达端口3的两路信号等幅同相，端口3有输出，相位滞后90度。其中端口1和端口3输出振幅相同。因此，有 S??= (-j),S??=0,S??= (-j) Page ? * 设计原理 在理想的情况下，它的四个端口完全匹配。 由上面的分析可以得到混合环的散射矩阵为 由混合环的散射矩阵可以知道混合环为3dB定向耦合器。 Page ? * 设计原理 先在原理图中插入微带线参数控件和混合环元件，根据设计要求设置参数，利用设计向导生成混合环原理图 Page ? * 设计原理 在此原理图中插入4个微带线，四个50欧姆负载，4个接地端 利用ADS的计算工具我们可以计算出微带线的宽度W和长度L 仿真步骤 Page ? * 仿真步骤 参数设置 在原理图中插入S仿真控件和微带线参数控件，并做如上设置； Page ? * 完整原理图 仿真步骤 Page ? * 仿真结果 Page ? * 仿真结果 S??dB的矩形图： f=5.750GHz时，S??=-32.482； f=6.250GHz时，S??=-32.111 S??dB的矩形图: f=5.750GHz时，S??=-3.177； f=6.250GHz时，S??=-3.103 S??dB的矩形图: f=5.750GHz时，S??=-32.046； f=6.250GHz时，S??=-32.981 S??dB的矩形图: f=5.750GHz时，S??=-3.010 f=6.250GHz时，S??=-3.080 Page ? * 仿真结果 S??,S??的相位曲线为线性的，同样符合设计要求。