引言
随着LTE移动通信牌照的发放，我国正式进入4G通信时代。而作为无线通信核心器件的定向耦合的设计就有了十分重要的现实意义。针对我国LTE移动通信有TD-LTE和FDD-LTE两种制式并具有1.8 GHz、2.3 GHz、2.6 GHz等多个频段的特点，设计一个1.75 GHz~2.7 GHz的宽带定向耦合器将是一个可行的办法。对于宽带定向耦合的设计，已有一些文献提出多种方法。如运用CB-CPW和微带线多层缝隙耦合技术，利用有机介质基片实现宽带，或通过半导体材料来拓展耦合器带宽等。本文在满足工程应用的情况下，通过在输入端加入匹配网络来改善耦合器的耦合端和直通端的性能，从而实现宽带特性。为了增加加工精确度，在匹配网络中加入缺陷地结构（DGS）改善了微带线的宽度。同时，阶梯阻抗结构的引入使匹配网络的调节更加灵活。
1 耦合器的结构
1.1 匹配网络结构
1.3 耦合器的结构
针对我国LTE移动通信有TD-LTE和FDD-LTE两种制式并具有1.8 GHz、2.3 GHz、2.6 GHz等多个频段的特点，所设计的耦合器得覆盖1.75 GHz~2.7 GHz频段。根据参考文献的分析，采用厚度h=0.8 mm的FR4介质作为基片。耦合器结构如图5，其尺寸为L×W=28.7 mm×104.3 mm。其各部件的具体尺寸如表1。
3 结束语
本文通过在普通对称分支线耦合的输入端加入具有阶梯阻抗结构的匹配网络，改善了耦合器直通端和耦合端的性能，使其具有了宽带特性。选用0.8 mm厚度的FR4介质材料作为基片，利用Ansoft HFSS软件设计仿真出一个频段为1.75 GHz~2.7 GHz覆盖TD-LTE、FDD-LTE及WLAN的宽带耦合器。对其进行了实物加工。运用矢量网络仪对实物进行测试，测试结果与仿真结果吻合良好。此耦合器性能良好，结构简洁，成本低，易于加工，具有较强的实用价值。
