近年来,伴随着无线通信系统的迅速发展,各种商业需求和军事应用对通信设备的要求越来越高,要求系统内部各个元件能在多频、宽频率比范围内工作,并且同时满足多个系统的通信要求。这就促使能同时支持多个通信标准工作的系统成为研究热点,从而对无线通信重要组成部分的耦合器的多频、宽频比特性提出了更高的要求。另一方面,随着电子器件制造技术特别是集成电路技术快速地朝着微型化方向发展,对通信系统的小型化提出了越来越高的要求。因此,在提高耦合器性能的基础上减小耦合器尺寸是当前一个非常热门的研究课题。分支线耦合器作为微波、毫米波系统中的重要器件,制约着系统的性能和技术水平,其性能的优劣将直接影响到整个系统的质量。本论文内容围绕分支线耦合器的双频设计展开,主要包括以下几个方面:首先,介绍了微带分支线耦合器近年来的研究进展,介绍了微带分支线耦合器的基本理论,总结了双频设计的主要方法。其次,介绍了对传统耦合器中四分之一波长阻抗变换器进行等效的方法和采用加载分支线实现耦合器双频工作的方法,着重分析了Π型和T型阻抗变换器模型及其在改善频率比范围中的灵活性,主要对Π型分支线耦合器和环形耦合器中的阻抗对频率比范围的影响进行了分析。在此基础上,对E型阻抗变换器模型的计算方法提出了改进,提出了基于阶梯阻抗线的E型阻抗变换器模型,并将其应用于分支线耦合器的设计中。然后,设计了一种新型宽频率比双频分支线耦合器,通过在传统分支线耦合器的端口并联阶梯阻抗枝节实现双频工作,主线和分支线采用四分之一波长传输线,引入阶梯阻抗枝节线后增加了设计自由度,减小了阻抗物理实现范围的限制,仅通过改变阶梯阻抗枝节的阻抗比和电长度比,在阻抗值满足20?-120?的可物理实现范围内,有效地扩展了频率比范围,频率比范围能覆盖1.7-6.3。仿真并加工了一个工作在WLAN频率2.4GHz和5.8GHz的3dB分支线耦合器,与传统Π型双频分支线耦合器相比,枝节尺寸减小25.1%,仿真结果与测试结果吻合较好。最后,对环形耦合器采用相同的分析方法,提出了一种加载阻抗枝节的宽频率比双频环形耦合器结构,并仿真验证。