Coupler之四:均匀介质中的平行双线耦合器

本文介绍了均匀介质中平行双线耦合器的理论,包括奇偶模分析方法、理想耦合器的特性以及实际应用中的挑战。通过数学公式展示了耦合器的工作原理,并对比了理想与非均匀介质中耦合器的差异。文中还讨论了如何在端口匹配和隔离度方面优化微带耦合器的设计。

均匀介质中的平行双线耦合器。碎片三分钟,收获一丢丢。

先做个理想的梦,再体验现实的不堪。

先说说均匀介质中的平行双线耦合器,再看看非均匀介质中的平行双线耦合器。

奇偶模分析方法简介

常用奇偶模来分析各种无源微带器件,包含平行双线耦合器。奇模激励(左)和偶模激励(右)如下图所示:

奇模激励和偶模激励的横截面电磁场分别如下图所示:

上面两幅图,在《003_差模阻抗共模阻抗奇模阻抗偶模阻抗都是些什么鬼?》中出现过。

可以看出平行双线中间存在无形的对称镜面:

奇模激励的对称镜面是E面,相当于接地;

偶模激励的对称镜面是H面,相当于磁短路;

仍然按照003文章中的差分线端口编号如上图所示。

均匀介质中的平行双线耦合器公式

具体的推导过程较复杂,相关的资料很容易找到,限于三分钟篇幅,本文只给出推导结果。

假设特征阻抗为Z0,奇模阻抗Z0e,偶模阻抗Z0o;

假设奇偶模反射系数分别为Гo、Гe;

假设奇偶模传输系数分别为To、Te;

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