引言
隨著LTE移動(dòng)通信牌照的發(fā)放，我國正式進(jìn)入4G通信時(shí)代。而作為無線通信核心器件的定向耦合的設(shè)計(jì)就有了十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)我國LTE移動(dòng)通信有TD-LTE和FDD-LTE兩種制式并具有1.8 GHz、2.3 GHz、2.6 GHz等多個(gè)頻段的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)1.75 GHz~2.7 GHz的寬帶定向耦合器將是一個(gè)可行的辦法。對(duì)于寬帶定向耦合的設(shè)計(jì)，已有一些文獻(xiàn)提出多種方法。如運(yùn)用CB-CPW和微帶線多層縫隙耦合技術(shù)，利用有機(jī)介質(zhì)基片實(shí)現(xiàn)寬帶，或通過半導(dǎo)體材料來拓展耦合器帶寬等。本文在滿足工程應(yīng)用的情況下，通過在輸入端加入匹配網(wǎng)絡(luò)來改善耦合器的耦合端和直通端的性能，從而實(shí)現(xiàn)寬帶特性。為了增加加工精確度，在匹配網(wǎng)絡(luò)中加入缺陷地結(jié)構(gòu)（DGS）改善了微帶線的寬度。同時(shí)，階梯阻抗結(jié)構(gòu)的引入使匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)更加靈活。
1 耦合器的結(jié)構(gòu)
1.1 匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1.3 耦合器的結(jié)構(gòu)
針對(duì)我國LTE移動(dòng)通信有TD-LTE和FDD-LTE兩種制式并具有1.8 GHz、2.3 GHz、2.6 GHz等多個(gè)頻段的特點(diǎn)，所設(shè)計(jì)的耦合器得覆蓋1.75 GHz~2.7 GHz頻段。根據(jù)參考文獻(xiàn)的分析，采用厚度h=0.8 mm的FR4介質(zhì)作為基片。耦合器結(jié)構(gòu)如圖5，其尺寸為L×W=28.7 mm×104.3 mm。其各部件的具體尺寸如表1。
3 結(jié)束語
本文通過在普通對(duì)稱分支線耦合的輸入端加入具有階梯阻抗結(jié)構(gòu)的匹配網(wǎng)絡(luò)，改善了耦合器直通端和耦合端的性能，使其具有了寬帶特性。選用0.8 mm厚度的FR4介質(zhì)材料作為基片，利用Ansoft HFSS軟件設(shè)計(jì)仿真出一個(gè)頻段為1.75 GHz~2.7 GHz覆蓋TD-LTE、FDD-LTE及WLAN的寬帶耦合器。對(duì)其進(jìn)行了實(shí)物加工。運(yùn)用矢量網(wǎng)絡(luò)儀對(duì)實(shí)物進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好。此耦合器性能良好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，成本低，易于加工，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
