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从图3中明显可以看出，S11只有很小的变化，这是因为耦合到3，4端口之间耦合线的能量比较小，对输入反射系数影响比较小，而在改进型中，并没有改变除了高阻抗线以外的参数。S31和S41均有变化，尤其是s41变化很明显，从-25 dB变到-51 dB，而S31也有变化，从-19 dB变化到-21 dB。S31的变化主要是因为增加了高阻抗线，3端口的匹配状况发生改变，反射增加了，因此3端口的能量有小幅度下降。S41下降非常明显，到了近乎-51 dB，致使定向性超过30 dB，这是因为高阻抗线的反射抵消。这个定向性已经非常高，超过了市场上绝大多数的定向耦合器的指标，这样的定向耦合器在RFID系统的应用中是很有用的。值得指出的是，虽然应用了这样高性能的耦合器，reader信号仍然比tag信号要大很多，但系统分辨力是增加了，可以识别更小功率的tag散射信号。如果两种信号幅度相差不是特别大，可以在放大器不饱和的条件下得到tag散射信号。
但是从图3中也可以看出耦合器的缺点，最明显的就是高定向性的带宽非常窄，20 dB也只有20 MHz左右，这是因为耦合器本身性能比较差。如果是一个性能本身较好的耦合器，再加上高阻抗线进行调节，可以得到一个比较满意的频率特性。而中间最低的903 MHz处能显示出这么高的定向性，显然是由于在这个频率上，隔离端的漏信号刚好和反射抵消信号是反向的。

3 结论
在RFID系统中，耦合器，环形器等多端口网络是非常重要的部件，主要是用于分离reader和tag信号。但是市场上一般的定向耦合器最多只能达到20 dB的定向性，这样的耦合器很有局限性。应用于RFID系统中，分离tag信号的能力比较弱，或者说，只有在tag信号比较强时才能从信道中分离出。因此需要对其结构进行改进。
理论上的定向耦合器在隔离端的信号强度为0，但是在实际中，由于奇偶模相速度的不平衡，在传输的过程中，奇偶模的分量往往发生改变，隔离端的信号便不为0，甚至很大。在文中提出的那款模型，隔离端泄露的信号强度就非常大，仅仅比耦合端小6 dB左右。为了提高定向性，提出了添加高阻抗线法，这种方法是利用高阻抗线终端的反射信号来抵消隔离端的泄露信号。
高阻抗线的一个重要结论是，其终端到耦合端的电长度大约为90°。根据微带耦合器理论，要达到最佳的耦合效果，耦合端和隔离端的长度大约为90°，信号相位也相差90°。反射信号要与隔离端信号相差180°，在高阻抗线终端反射回耦合端的信号与耦合端原信号必须反向，这样才能在传输90°以后和隔离端的信号正好反向。另外通过改变高阻抗线的线宽，可以调节反射信号的强弱。遵循这一原则，通过对高阻抗线的调节，使得耦合器在903 MHz时，达到-50 dB的隔离度，并使定向性达到30 dB以上。

关键词： 定向 方法 耦合 系统 RFID 提高