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图 1-2 改进形式的阶梯阻抗谐振器
(a)发卡式；(b)弧形贴片加载；(c)三阶阶梯阻抗形式；(d)半圆形阶梯阻抗形式
将阶梯阻抗谐振器的应用领域进行拓展，设计出其它形式的高性能、小型化耦合器。阶梯阻抗谐振器最初提出来是应用在带通滤波器的小型化设计中的， 通过对阶梯阻抗谐振器的谐振特性进行进一步分析，我们还可以看出它能够在实 现小型化设计的同时还具有通带可调特性，利用阶梯阻抗谐振器的通带可调特来实现耦合器的高次谐波抑制，设计出具有良好谐波抑制特性的耦合器。阶梯阻抗谐振器所具有的结构简单、便于利用传输线理论对其谐振特性进行分析、能够实现电路高性能、小型化设计等优点使其成为国内外的研究热点，本文对阶梯阻抗谐振器在耦合器高性能、小型化设计中的应用也做出了相关研究， 产生了一些研究成果。
3）采用慢波(Slow-Wave)结构实现耦合器的小型化设计。
采用慢波结构是实现耦合器小型化设计的一种有效方案，目前国际上已经将这种技术广泛应用于耦合器的小型化设计中。慢波加载的具体形式有很多种，总结下来主要可以分为以下几种类型：
a)针对耦合器的主传输线或在元件内部进行慢波结构加载。这种技术的原理是通过在耦合器的主传输线或内部引入加载电容或电感来增加元件主传输线上单位长度的等效电容和电感从而实现了慢波效应，具体又可以表现为集总元件 加载和分布参数加载两种形式（如图 1-3）。在系统工作频率较低时，集总元件加载往往更加利于小型化设计，但是当系统工作频率较高时，由于集总元件的损耗会增大，工作性能也会降低，因此在这种情况下，采用分布参数加载就更加具有优势，它能够在保证系统工作性能的同时，实现小型化设计。
图 1-3 无源元件主传输线慢波加载形式
(a)集总元件加载；(b)分布参数加载
b) 采用折叠线、分形结构等新型设计形式来实现耦合器的慢波效应。这种慢波设计形式的原理是在不增加电路面积的前提下，在耦合器的内部引入折叠线、分形结构等形式，通过折叠线、分形结构等形式来增加信号在耦合器中的传输距离，这样只要比较小的电路面积就可以满足设计所需要的相移。分形、折叠结构的这一特点使其被广泛应用于耦合器小型化设计中
目前国际上在这个方面的研究主要集中在研究多种形式的折叠线以及分形结 构，并将它们运用到耦合器的小型化设计中，例如研究Koch 曲线、Koch 雪花、Sierpinski 毯、Sierpinski 垫片、Hilbert 曲线、分形树、Minkowski 方环等分形形式在耦合器小型化设计中的应用。
c) 采用缺陷地形式(defected ground structure,DGS)来实现耦合器的慢波效应。缺陷地形式是在文献[15]中第一次被提出来，这种慢波设计形式的原理是通过在地板上进行刻蚀来改变地板上的电流分布，从而对传输线的特性产生影响，适当的缺陷地形式能够增加传输线单位长度上的电容和电感，因此会产生慢波效应。文献[16]比较了一段弯曲微带线在有缺陷地和无缺陷地两种情况下的慢波效应，通过比较发现了缺陷地形式能够在传输线中产生慢波效应。缺陷地结构的这一特征在耦合器的小型化设计中被广泛应用，可以用来设计出小型化的微带耦合器。图 1-4 给出了采用缺陷地形式所设计的一种耦合器。
图 1-4 缺陷地结构在耦合器小型化设计中的应用
缺陷地形式鼠笼式环形耦合器