导言
雷达单脉冲测角体系中的和差网络是构成和差波束的要害部件。常见微带方式的和差网络有带状线、矩形同轴线及多层微带方式等。而单层微带方式完成的和差网络则在结构和加工制作及集成等方面具有优势。微带方式的和差网络可以用1.5
混合环
混合环，混合环因为和口和差口被3dB输出口分隔而不便于平面布线。本文提出的微带三分支定向耦合器加改善后的90度schiffman移相器完成单层微带和差网络。
2 三分支定向耦合器的优化规划
常见的分支线定向耦合器由两根平行传输线组成，经过分支线完成耦合，分支线的长度为中心作业频率导波长的四分之一。一般两分支耦合器的带宽较窄影响其运用，超越三分支的耦合器因为阻抗悬殊太大而不易完成，常见三分支定向耦合器如图1所示。3dB耦合时一般分支线G的阻抗较大，线宽较窄，不易完成。本文为了完成更好带内特性及下降分支线G的阻抗值，将该分支线耦合器改善为图2。各节的长度均取作业中心频率导波长的四分之一。此刻G值减小，且作业带宽内耦合器特性有显着改善。
图1 三分支定向耦合器
图2 改善后的三分支定向耦合器
分支电桥有两结构对称面，咱们挑选输进口与阻隔口之间的对称面进行奇偶模剖析。奇模时，对称面为电壁，被对称面分隔的传输线处等效为短路。相反偶模时等效为开路。运用A矩阵进行级联核算，再转化为S参数，得到奇偶模时的反射系数(
)和传输系数(
)。则终究电桥的S参数为：
(1)
改善后的三分支耦合器需求确认的参数有：G,K,H,H1等各段的阻抗值,本文选用粒子群优化算法[3，4]优化这四个参数。方针函数是要求带内端口反射系数及直通与耦合臂输出不同最小。作业相对带宽取40%，输入输出为50欧姆。终究优化的各段特性阻抗为：G=75.08欧姆,K=27.13欧姆,H=23.25欧姆，H1=40.68欧姆。带内反射系数小于-25dB，耦合臂与直通臂带内差不超越0.63dB。
3 改善的90度微带移相器规划
咱们知道schiffman移相器是运用U形弯耦合线引进附加相移，schiffman移相器因耦合线距离太近而难以完成，特别单层微带完成强耦合很困难，因而约束了其运用。本文规划的移相器是schiffman移相器的改善。经过奇偶模剖析法可得U形弯耦合线相移
与其平行线电长度
的联系式如式(2)，改动线的耦合系数K，可改动该附加相移。因而可完成90度移相。完成相移与耦合度联系曲线如图3。
(2)
(3)
图3 相移与耦合度联系曲线
由图可知，当耦合度为-3dB时，可完成90度移相。因平面微带线完成3dB耦合很困难，而当耦合度为大约为-10dB时，可完成30度移相。而当耦合度为-12.3dB时，可完成22.5度移相。考虑到M形走线可相当于三个U形耦合结构，因而选用M形耦合(相邻耦合度为10dB)可完成宽带90度耦合。如图4所示。经HFSS仿真软件仿真，40%带宽内相对于长为1.25
的传输线可完成移相90°±1°。
图4 改善后的schiffman移相器 终究单层微带和差网络内部电路图如图5所示，其间端口1为差口，端口2为和口。运用HFSS仿真优化规划，图6为其端口反射系数，图7为直通及耦合度，图8为其和通道相差及差通道相差，图9为其和差口间的阻隔度。
图5 和差网络内部电路
图6 各端口驻波
图7 直通及耦合度
图8 和通道相差与差通道相差
图9 和差口间的阻隔度
4 定论
本文提出了一种新颖的单层微带宽带和差波束形成网络的规划办法，改善的微带三分支电桥提高了带内功能且下降了工艺加工难度，移相器是对schiffman移相器进行了改善规划，完成了微带方式的schiffman移相器，且下降了对微带线距离的工艺要求。运用HFSS仿真规划了一带宽达40%的和差波束构成网络，验证了办法的有效性。
