Executive Secretary
21st International Symposium on Electrical Engineering
SIE 2025
Abstract
Radiofrequency power measurement systems require directional couplers with high precision and low mutual coupling between ports. However, convetional designs based on homogeneous transmission lines (stripline or microstrip) present limitations in terms of bandwidth, isolation, and impedance matching, particularly in high- frequency applications. This article proposes the design’s of a hybrid directional coupler that combines symmetric stripline and asymmetric microstrip transmission lines, aiming to improve port isolation and extend the operational frequency range. The methods used to validate the prototype performance are explained, where transmission lines were modeled by optimizing their parameters using the CST Microwave Studio simulation tool. Experimental results agreed with simulations, proving the hybrid design´s superior performance over conventional approaches, such as reduced sensitivity to impedance mismatches. The proposed design effectively combines the benefits of both transmission lines, resulting in a compact, high - perf–rmance directional coupler for RF power measurement. The employed methodology (simulation plus prototyping) allows the design to be replicated in other frequency bands.
Resumen
Los sistemas de medición de potencia en radiofrecuencia requieren acopladores direccionales con alta precisión y bajo acoplamiento mutuo entre puertos. Sin embargo, los diseños convencionales basados en líneas de transmisión homogéneas (stripline o microstrip) presentan limitaciones en cuanto a ancho de banda, aislamiento y adaptación de impedancia, especialmente en aplicaciones de alta frecuencia. Este artículo propone el diseño de un acoplador direccional híbrido que combina líneas stripline simétricas y microstrip asimétricas, con el fin de mejorar el aislamiento entre puertos y extender el rango de frecuencia operativa. Se explican los métodos utilizados para validar el desempeño del prototipo, donde se modelaron las líneas de transmisión optimizando sus parámetros mediante la herramienta de simulación CST Microwave Studio. Los resultados experimentales validaron las simulaciones, confirmando que el diseño híbrido supera en rendimiento a las alternativas tradicionales, como menor sensibilidad a desajustes de impedancia. El diseño propuesto combina eficazmente las ventajas de ambas líneas, logrando un acoplador direccional compacto y de alto desempeño para medición de potencia en radio frecuencia. La metodología empleada (simulación más prototipo) permite replicar el diseño en otras bandas de frecuencia.
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Addiel Peña Sierra

Discussion