近年来随着无线通信的快速发展,高性能微波组件,包括耦合器,功率分配器,滤波器和无线RFID系统,在无线通信系统中发挥着重要作用。作为微波和毫米波系统的关键组件,耦合器受到了广泛的关注。例如,耦合器可用于各种平衡功率放大器,混频器和多端口天线馈电网络。本文在传统耦合器的的基础上,研究了小型化四端口与八端口定向耦合器。具体工作如下:1)首先提出了一种新型小型矩形贴片耦合器。耦合器的矩形贴片上蚀刻了两组十字槽,通过调整两组十字槽长度改变耦合器的耦合度,本文设计了耦合度分别为3 dB和6.7 dB的耦合器。结果表明,3 dB耦合器的1dB幅度不平衡带宽为20%,90°±5°相位差带宽为27.2%。6.7 dB耦合器的1 dB幅度不平衡带宽为12.7%,90°±5°相位差带宽为12.7%。在此基础上设计了具有可调相位差的小型矩形贴片3 dB耦合器。该耦合器通过在矩形贴片上刻蚀有水平和竖直两组弯折槽,实现了小型化;同时,通过在两个端口处引入变电感LC匹配网络,使端口输出信号的相位差可调。耦合器的尺寸为8×5.5×0.635 mm~3。结果表明,耦合器在4~5 GHz频带内具有良好的匹配和隔离特性,1 dB幅度不平衡带宽为18%,45±5°相对带宽为20%。当电感在0.2 nH~1 nH范围内变化时,耦合器的输出端口相位差变化范围是26°~57°。2)提出了一种新型的小型化宽带八端口定向耦合器。耦合器由三个金属层和两个介质层组成。顶层和底层金属层是微带线,中间金属层加载了周期矩形缝隙的接地板。通过旋转对称的布置耦合器的端口,减小了耦合器的尺寸,同时在耦合器中间层加载几组矩形缝隙,扩大了耦合器的工作带宽,通过调整所加载矩形缝隙的长度可以实现耦合器在多个频率工作。八端口耦合器中心频率为1.75 GHz,1 dB幅度不平衡相对带宽为15.5%。尺寸为50×20×0.762 mm~3,尺寸减小了40%。