定向耦合器是一种重要的信号处理器件。其基本功能是以预定的耦合度对射频信号进行采样，并在信号端口和采样端口之间实现高隔离度——这为许多应用的分析、测量和处理提供了支持。由于它们是无源器件，因此也可以反向工作，根据器件的方向性和耦合度将信号注入到主路径中。定向耦合器的结构配置有一些变化，我们将在下文中详细介绍。
定义
理想情况下，耦合器应无损耗、匹配且互易。三端口和四端口网络的基本特性是隔离度、耦合度和方向性，这些特性值用于表征耦合器。理想耦合器具有无限大的方向性和隔离度，以及根据预期应用选择的耦合系数。
图 1 的功能图展示了定向耦合器的工作原理，随后描述了相关的性能参数。上图所示为四端口耦合器，包含耦合（正向）端口和隔离（反向或反射）端口。下图所示为三端口结构，取消了隔离端口。这种结构适用于只需要单个正向耦合输出的应用。三端口耦合器可以反向连接，此时原本耦合的端口变为隔离端口：
图 1：基本定向耦合器配置
性能特点：
耦合系数：这表示输入功率（在 P1 处）传递到耦合端口 P3 的功率比例。
方向性：这是衡量耦合器分离正向和反向传播波的能力，分别在耦合端口 (P3) 和隔离端口 (P4) 进行观察。
隔离度：表示输送至未耦合负载的功率 (P4)
插入损耗：这表示输入到发送端口 (P2) 的功率 (P1)，该功率因传输到耦合端口和隔离端口的功率而减少。
这些特性的数值（单位为分贝）如下：
耦合系数 = C = 10 log (P1/P3)
方向性 = D = 10 log (P3/P4)
隔离度 = I = 10 log (P1/P4)
插入损失 = L = 10 log (P1/P2)
耦合器的类型
如图 2 所示，这种耦合器有三个可访问端口，其中第四个端口内部已接好终端电阻，以提供最大方向性。定向耦合器的基本功能是对隔离的（反向）信号进行采样。一个典型的应用是测量反射功率（或间接测量驻波比）。虽然可以反向连接，但这种耦合器并非互易耦合器。由于其中一个耦合端口内部已接好终端电阻，因此只有一个耦合信号可用。正向连接时（如图所示），耦合端口对反向波进行采样；但如果反向连接（射频输入位于右侧），则耦合端口对正向波进行采样，但信号强度会因耦合系数而降低。通过这种连接方式，该器件可用作信号测量的采样器，或将部分输出信号提供给反馈电路。
图 2：50 欧姆定向耦合器
优势：
1、可以针对前向路径优化性能
2、高指向性和隔离度
3、耦合器的方向性受隔离端口端接阻抗匹配的显著影响。内部端接可确保高性能。
缺点：
1、耦合仅在前向路径上可用
2、无耦合线
3、耦合端口的额定功率小于输入端口，因为施加到耦合端口的功率几乎全部在内部终端中耗散。
四川健狮微波提供多种窄带和宽带定向耦合器，频率范围从0.5 GHz到50 GHz。这些耦合器设计用于50欧姆传输系统中，输入功率范围为10瓦至30瓦。采用微带线或带状线设计，并经过优化以实现最佳性能。
设备标配 SMA 或 N 型母头连接器，或 2.92 毫米、2.40 毫米和 1.85 毫米连接器，用于高频元件。
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发布时间：2022年8月30日
