定向耦合器是一种重要的信号处理器件。它们的基本功能是以预定的耦合度对射频信号进行采样，信号端口和采样端口之间具有高隔离度，这支持许多应用的分析、测量和处理。由于它们是无源器件，因此它们也以相反的方向工作，根据器件的方向性和耦合程度将信号注入主路径。定向耦合器的配置有一些变化，我们将在下面看到。
定义
理想情况下，耦合器应该是无损、匹配且互惠的。三端口和四端口网络的基本属性是隔离性、耦合性和方向性，其值用于表征耦合器。理想的耦合器具有无限的方向性和隔离度，以及为预期应用选择的耦合系数。
图 1 中的功能图说明了定向耦合器的操作，随后描述了相关性能参数。上图是一个 4 端口耦合器，其中包括耦合（正向）端口和隔离（反向或反射）端口。下图是3端口结构，去掉了隔离端口。这用于仅需要单个正向耦合输出的应用。3 端口耦合器可以反向连接，其中先前耦合的端口成为隔离端口：
图 1：基本定向耦合器配置
性能特点：
耦合系数：这表示传输到耦合端口 P3 的输入功率（在 P1 处）的比例
方向性：这是耦合器分离正向和反向传播的波的能力的度量，如在耦合 (P3) 和隔离 (P4) 端口处观察到的那样
隔离：表示传输至未耦合负载的功率 (P4)
插入损耗：这说明了传输到发射 (P2) 端口的输入功率 (P1)，该功率因传输到耦合和隔离端口的功率而减少。
这些特性的值（以 dB 为单位）为：
耦合 = C = 10 log (P1/P3)
方向性 = D = 10 log (P3/P4)
隔离度 = I = 10 log (P1/P4)
插入损耗 = L = 10 log (P1/P2)
耦合器的类型
这种类型的耦合器具有三个可访问端口，如图 2 所示，其中第四个端口在内部端接以提供最大方向性。定向耦合器的基本功能是对隔离（反向）信号进行采样。典型应用是测量反射功率（或间接测量 VSWR）。虽然可以反向连接，但这种类型的耦合器是不可逆的。由于耦合端口之一是内部端接的，因此只有一个耦合信号可用。在正向方向（如图所示），耦合端口对反向波进行采样，但如果以反向连接（右侧的射频输入），则耦合端口将是正向波的采样，并减去耦合因子。通过这种连接，该设备可以用作信号测量的采样器，或者将输出信号的一部分传送到反馈电路。
图 2：50 欧姆定向耦合器
优点：
1、性能可以针对前进路径进行优化
2、高方向性和隔离度
3、耦合器的方向性很大程度上受到隔离端口端接提供的阻抗匹配的影响。内部提供该端接可确保高性能
缺点：
1、耦合仅在前向路径上有效
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耗散在内部终端中。
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装置标配 SMA 或 N 母头连接器，或用于高频组件的 2.92 毫米、2.40 毫米和 1.85 毫米连接器。
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发布时间：2022年8月30日
