6.2.1 Lange定向耦合器的原理图设计
设计一个3dB Lange耦合器，并根据给定的指标对其性能参数进行优化仿真。
1. Lange耦合器的设计指标
①频带范围；0～2OGHz
②中心频点f0=12GHz
③在8～16GHz的倍频程内的输入驻波比；ρ<1.2
④在中心频点f0=12GHz处的插损和耦合度；2.9dB<IL=C<3.1dB
⑤在8～16CHz的倍频程内的定向度；D>17dB
⑥在8～16GHz的倍频程内的隔离度；I>20dB
2. 建立工作空间与设计原理图
（1）新建工作空间q602中创建原理图e1 。
（2）在原理图设计窗口元器件面板列表中选择TLines-Microstrip，打开微带元器件面板，加入微带基片MSUB，微带Lange耦合器。
（3）在原理图设计窗口的菜单栏中执行菜单命令Insert→Template，打开Insert Template选择窗口，选择S_Params再单击OK按钮，在原理图中插入S参数仿真模块。因为Lange耦合器是四端口结构，插入S参数仿真模块后，再复制两个Term和地元器件，（注意4个Term元器件的顺序）；同时，删除Display Template控件。
（4）在原理图设计窗口元器件面板列表中选择Simulation-S_Param，插入MeasEqn元件，再双击MeasEqn元件打开Edit Instance Parameters窗口，然后在Meas[Repeated]栏中输入Ratio=S(2,1)/S(3,1)，如图6.31所示。完成后单击OK按钮关闭窗口。 
图6.31
（5）设计完成的微带Lange耦合器原理图如图6.32所示。其中，Term1为输入端口，Term2为直通端口，Term3为耦合端口，Term4为隔离端口，Ratio用来在数据显示窗口中观察直通端口与耦合端口之间的相位差。
图6.32 Lange耦合器的S参数仿真原理图
3. 微带的参数设置
4. Lange耦合器的参数设置
使用εr=9.6氧化铝基板制作3dB Lange耦合器时有如下的经验公式：
W/H=0.107 ,S/H=0.071 ,L=λ/4
其中，W是微带线宽、S为微带线之间的间距，H为微带线基板的厚度。知道选用氧化铝，所以H=15mil，从而可以得出W=1.605mil,S=1.065mil。而中心频点为f。=12GHz, 所以L=100mil 。
接下来在原理图中设置Lange耦合器的参数，双击原理图中的Mlang元件，在弹出的Edit Instance Parameters窗口中如图6.33所示设置参数。设置完成后单击OK按钮关闭窗口。
图6.33 Lange耦合器的参数设置