Coupleur branch-line

• Coupleur symétrique a déphasage de 90° entre les ondes sortantes des voies directe et couplée.
• Structure présentant deux plans de symétrie.
• Constitué de tronçons de lignes quart d’onde à la fréquence f₀, d’impédances caractéristique
• Coupleur symétrique a déphasage de 90° entre les ondes sortantes des voies directe et couplée.
• Structure présentant deux plans de symétrie.
• Constitué de tronçons de lignes quart d’onde à la fréquence f₀, d’impédances caractéristiques Z₁ et Z₂, qui définissent la répartition de la puissance entre les voies directe et couplée. Z₀ est l’impédance caractéristique de référence, en général Z₀=50Ω.
• s Z₁ et Z₂, qui définissent la répartition de la puissance entre les voies directe et couplée. Z₀ est l’impédance caractéristique de référence, en général Z₀=50Ω.

Schéma ligne du coupleur Branch-Line

La condition d’adaptation sur l’ensemble des accès nécessite le respect de la relation suivante :

Matrice [S] du coupleur Branch-Line à la fréquence f₀ :

On a : Z₂ ≥ Z₀ > Z₁

Remarques :

– Les ondes sortant des ports 2 et 3 sont en quadrature de phase (pour une excitation par le port 1).

– Pour un couplage C souhaité, on calcule ôS₃₁ô, c’est-à-dire Z₁/Z₂. Le respect de la condition d’adaptation permet alors de calculer Z₁ et Z₂ en fonction de Z₀.

• Les tés de jonction apportent des perturbations qu’il convient de prendre en compte. Pour ce faire il est nécessaire d’avoir des tronçons de ligne de longueurs L₁ et L₂ légèrement différentes d’un quart de longueur d’onde à f₀. Au final, pour chaque branche du coupleur les contributions cumulées des deux tés de jonction et de la ligne microruban devront correspondre à une longueur électrique de 90° à f₀.Ces ajustements de longueurs se font soit manuellement, soit par une procédure d’optimisation.W₀, W₁ et W₂ sont les largeurs des lignes microrubans permettant d’avoir respectivement des impédances caractéristiques Z₀, Z₁ et Z₂ pour le substrat considéré.

Circuit « conducteur » du coupleur Branch-Line

Remarque : Il est possible de minimiser les effets des discontinuités (Tés de jonction) en positionnant les quatre lignes d’accès d’impédance caractéristique Z₀ dans le prolongement des lignes d’impédance caractéristique Z₂.