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一种用于运动检测传感器的高耦合低成本微带定向耦合器设计

DOI：10.3390/electronics7020025 期刊：Electronics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 一种基于两段耦合线非对称级联连接的耦合器，采用低成本材料与技术在X频段实现了高耦合系数。与标准四分之一波长耦合线耦合器相比，其性能提升约3dB。该耦合器因强耦合特性和较高隔离度，可有效应用于多普勒运动检测传感器。通过简洁而严谨的等效电路模型完成设计后，利用Ansys HFSS商业软件进行优化以补偿损耗和二阶效应。实测数据表明，所研制耦合器原型与仿真结果高度吻合。
作者： Giovanni Sanna，Giorgio Montisci，Zushen Jin，Alessandro Fanti，Giovanni Andrea Casula
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

设计一款用于X频段多普勒运动检测传感器的低成本、高耦合微带定向耦合器，相比标准耦合器，在采用低成本材料与技术的前提下实现更强的耦合度和更高的隔离度。

研究成果

所提出的定向耦合器在与标准耦合器相同线间距条件下，耦合系数提升了约3 dB，在10-11 GHz频段内满足设计指标（C ≥ -7 dB）。该器件具有强耦合特性与高隔离度，适用于多普勒运动检测传感器。未来工作可聚焦于进一步优化尺寸与损耗效率。

研究不足

与标准耦合器相比，该耦合器尺寸更大，导致损耗略高（平均损耗效率为84%，而标准耦合器为88%）。该设计专为X频段和低成本材料定制，可能限制其在其他频段或更高性能要求场景中的应用。

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