内容发布更新时间 : 2024/5/5 15:36:35星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

目录

一、 课题名称 ................................................................... 2

二、 设计要求 ................................................................. 2

三、 设计原理 ................................................................. 2

四、设计步骤 ................................................................... 3 1． 创建项目 ................................................................ 3 2． 搭建混合环原理图 .................................................. 3 3． 计算微带线参数并完成最终原理图 ......................... 5

五、原理图仿真 ............................................................... 6

六仿真结果分析……………………………………………..7 七设计总结…………………………………………………..7

参考文献： .................................................................... 8

1

电磁场与微波技术课程设计

一、 课题名称：环形耦合器的设计与仿真 二、 设计原理：

混合环是微波波段常用的器件之一，它是一种耦合器，可以用来监视功率和频谱，把功率进行分配和合成，并可以构成平衡混频器和测量电桥等。

混合环是4端口网络，可以由微带线制成，混合环的结构如图1所示 整个环的周长为3/2λg，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。

图1

混合环有两个端口相互隔离，即从一个端口输入信号，另一个与之隔

离的端口没有信号输出，与此同时另外两个端口平分输入功率，因此可以看作是一个3dB定向耦合器。

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 1 S??=S??= （-j），S??=0

2

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 112

2 2

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

11 S??=0,S??= j , S??= (-j);

22

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

11 S??= (-j),S??=0,S??= (-j)

22

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 ?0?j0?j? ?j0?1??j0? ?S??j0?j?2?0 ???j0?j0??

由混合环的散射矩阵可以知道混合环为3dB定向耦合器。 三、 设计指标

工作频率：35ghz 介质基片厚度：0.5mm

介电常数：2.2 tanθ：0.008

铜导体厚度：0.5：mil

四、 设计步骤 1.项目创建

*创建一个混合环项目我们所设计的原理图及仿真结果都将保存在这个项目中，将此工程命名为suhangads，操作如下图2，点击OK完成创建。

?

图??

3