引言
隨著LTE移動通信牌照的發放，我國正式進入4G通信時代。而作為無線通信核心器件的定向耦合的設計就有了十分重要的現實意義。針對我國LTE移動通信有TD-LTE和FDD-LTE兩種制式并具有1.8 GHz、2.3 GHz、2.6 GHz等多個頻段的特點，設計一個1.75 GHz~2.7 GHz的寬帶定向耦合器將是一個可行的辦法。對于寬帶定向耦合的設計，已有一些文獻提出多種方法。如運用CB-CPW和微帶線多層縫隙耦合技術，利用有機介質基片實現寬帶，或通過半導體材料來拓展耦合器帶寬等。本文在滿足工程應用的情況下，通過在輸入端加入匹配網絡來改善耦合器的耦合端和直通端的性能，從而實現寬帶特性。為了增加加工精確度，在匹配網絡中加入缺陷地結構（DGS）改善了微帶線的寬度。同時，階梯阻抗結構的引入使匹配網絡的調節更加靈活。
1 耦合器的結構
1.1 匹配網絡結構
1.3 耦合器的結構
針對我國LTE移動通信有TD-LTE和FDD-LTE兩種制式并具有1.8 GHz、2.3 GHz、2.6 GHz等多個頻段的特點，所設計的耦合器得覆蓋1.75 GHz~2.7 GHz頻段。根據參考文獻的分析，采用厚度h=0.8 mm的FR4介質作為基片。耦合器結構如圖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 結束語
本文通過在普通對稱分支線耦合的輸入端加入具有階梯阻抗結構的匹配網絡，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介質材料作為基片，利用Ansoft HFSS軟件設計仿真出一個頻段為1.75 GHz~2.7 GHz覆蓋TD-LTE、FDD-LTE及WLAN的寬帶耦合器。對其進行了實物加工。運用矢量網絡儀對實物進行測試，測試結果與仿真結果吻合良好。此耦合器性能良好，結構簡潔，成本低，易于加工，具有較強的實用價值。
