6.1.1 设计微带分支定向耦合器
1.设计指标
（1）中心频率选为2.4GHz
（2）在2.3GHz～2.5GHz范围内，S11小于-20dB、S41小于-20dB、S21大于-3.3dB、S31大于-3.3dB
（3）系统特性阻抗为50Ω
（4）微带线介质基板的厚度为0.5mm，介质基板的相对介电常数为4.2
2.创建原理图视窗
新建工作空间q601中，创建原理图视窗e1 。
3.利用LineCalc完成对微带线的计算
（1）计算频率为2.4GHz、特性阻抗为50Ω、相移为90度的微带线的宽度和长度。在LineCalc窗口选择如下：
I Type选择为MLIN，意为计算微带线
II Er=4.2，表不微带线介质基板的相对介电常数为4.2
III Mur=1，表示微带线介质基板的相对磁导率为1
IV H=0.5mm，表示微带线介质基板的厚度为0.5mm
V Hu=1.0e+033mm，表示微带电路的封装高度为1.0e+033mm
VI T=0.005mm，表示微带线导体层的厚度为0.005mm
VII Cond=4.1E+7，表示微带线导体层的电导率为4.IE+7
VIII TanD=0.0003，表示微带线介质基板的损耗角正切为0.0003
IX Rough=0mm，表示微带线表面粗糙度为0mm
X Freq=2.4GHz, 表示频率采用2.4GHz
XI Z0=50 ohm，表示特性阻抗采用50Ω
XII E_Eff=90 deg，表示微带线的长度采用90相移。
上述设置完成后，单击LineCalc计算窗口中的Synthesize按钮，在 LineCalc窗口中显示出如下的计算结果。LineCalc计算窗口如图6.2所示。
图6.2 在LineCalc窗口计算微带线的尺寸
（2）计算频率为2.4GHz、特性阻抗为35.355Ω、相移为90度的微带线的宽度和长度。同样利用LineCalc窗口进行计算，设置如下：
①特性阻抗Z0=35.355 ohm
②其他参数保持不变。
上述设置完成后，单击LineCalc窗口中的Synthesize按钮，显示出如下的计算结果。
① 微带线的宽度W=l.674830mm
② 微带线的长度L=17.034700mm
4.设置微带线的参数
在微带线TLines-Microstrip元件面板上，选择MSUB插入原理图e1的画图区。在画图区中双击MSUB，弹出Microstrip Substrate设置对话框。在Microstrip Substrate设置对话框中，对微带线的参数进行设置。
5.设计微带分支定向耦合器的原理图
在原理图e1中，根据图6.1搭建微带分支定向耦合器的原理图电路。搭建原理图电路步骤如下：
（1）在微带线TLines-Microstrip的元件面板列表上选择MLIN，2次插入原理图的画图区。MLIN是段长度的微带线，可以设置这段微带线的宽度W和长度L,将2个MLIN分别设置如下。
①微带线TL1设置为宽度W=0.982mm，长度L=3mm.
②微带线TL2设置为宽度W=0.982mm，长度L=3mm
（2）在微带线元件面板上，选择T形结MTEE,2次插入原理图的画图区。T形结MTEE可以将微带线电路由一路分为两路，每个支路的宽度分别用W1、W2和W3表示，但不给出每个支路的长度，相当于每个支路的长度为0。将2个T形结MTEE分别设置如下。
① T形结MTEE1设置为W1=0.982mm, W2=1.674mm和W3=0.982mm
② T形结MTEE2设置为W1=0.982mm, W2=1.674mm和W3=0.982mm
（3）在微带线元件面板上，选择MLIN，然后单击原理图工具栏中的旋转按钮，将微带线MLIN旋转后插入原理图的画图区。可以设置这段微带线的宽度W和长度L,将这个MLIN的数值设置为宽度W=0.982mm，长度L=17.458mm 。
（4）以此方法按图6.1设置的电路图如图6.3所示。
图6.3 微带分支定向耦合器原理图
（5）选择S参数仿真元件面板，在元件面板上选择负载终端Term,4次插入原理图中。定义Term1为输入端口，Term2为直通输出端口，Term3为耦合输出端口，Term4为隔离端口。在原理图工具栏中单击接地按钮，将地线（GROUND）4次插入原理图，让4个负载终端Term接地。单击工具栏中的连线按钮，将原理图中的负载终端Term和微带分支定向耦合器连接起来，连接方式如图6.4所示。
图6.4 带有终端负载的微带分支定向耦合器原理图