定向耦合器是一種重要的訊號處理器件。其基本功能是以預定的耦合度對射頻訊號進行取樣,並在訊號連接埠和取樣連接埠之間保持高隔離度,從而支援許多應用的分析、測量和處理。由於定向耦合器是被動元件,因此它們也可以反向工作,根據裝置的方向性和耦合度將訊號注入主路徑。定向耦合器的配置有幾種變化,我們將在下文中看到。
定義
理想情況下,耦合器應無損、匹配且互易。三埠和四埠網路的基本特性是隔離度、耦合度和方向性,這些值用於表徵耦合器。理想的耦合器具有無限的方向性和隔離度,以及根據目標應用選擇的耦合因子。
圖 1 中的功能圖展示了定向耦合器的工作原理,並描述了相關的性能參數。上圖是一個 4 埠耦合器,包含耦合(正向)連接埠和隔離(反向或反射)連接埠。下圖是一個 3 埠結構,取消了隔離埠。這種結構適用於只需要單一正向耦合輸出的應用。 3 連接埠耦合器可以反向連接,此時先前耦合的連接埠將變為隔離連接埠:
圖 1:基本定向耦合器配置
性能特點:
耦合係數:表示傳送到耦合埠 P3 的輸入功率(在 P1 處)的比例
方向性:這是耦合器分離正向和反向傳播波的能力的量度,如在耦合 (P3) 和隔離 (P4) 連接埠觀察到的
隔離度:表示輸送到非耦合負載的功率(P4)
插入損耗:這表示傳輸到傳輸 (P2) 連接埠的輸入功率 (P1),該功率會因傳輸到耦合連接埠和隔離連接埠的功率而減少。
這些特性的值為(dB):
耦合 = C = 10 log (P1/P3)
方向性 = D = 10 log (P3/P4)
隔離度 = I = 10 log (P1/P4)
插入損耗=L=10log(P1/P2)
耦合器的類型
這種耦合器有三個可用端口,如圖 2 所示,其中第四個端口內部端接以提供最大方向性。定向耦合器的基本功能是對隔離(反向)訊號進行取樣。典型應用是測量反射功率(或間接測量 VSWR)。雖然可以反向連接,但這種耦合器不是互易的。由於其中一個耦合埠內部端接,因此只有一個耦合訊號可用。在正向(如圖)中,耦合連接埠對反向波進行取樣,但如果反向連接(右側的射頻輸入),耦合連接埠將是正向波的樣本,並減少了耦合係數。透過這種連接,該設備可用作訊號測量的取樣器,或將部分輸出訊號傳送到反饋電路。
圖2:50歐姆定向耦合器
優點:
1、可以針對前向路徑進行效能最佳化
2、高指向性和隔離度
3.耦合器的方向性很大程度上受隔離埠端接阻抗匹配的影響。內部提供端接阻抗可確保高性能
缺點:
1、耦合僅在正向路徑上可用
2.無耦合線
3.耦合端口的額定功率小於輸入端口,因為施加在耦合端口的功率幾乎全部耗散在內部終端中。
四川建聯微波提供多種窄頻和寬頻定向耦合器,頻率範圍覆蓋0.5至50 GHz。它們設計用於在50歐姆傳輸系統中處理10至30瓦的輸入功率。採用微帶線或帶狀線設計,並經過最佳化以獲得最佳性能。
本裝置標配 SMA 或 N 型母連接器,或用於高頻元件的 2.92 毫米、2.40 毫米和 1.85 毫米連接器。
我們還可以客製化定向耦合器根據您的需求。您可以進入客製化頁面,提供您所需的規格。
發佈時間:2022年8月30日