新闻 - 无源射频 3DB 90°/180° 混合耦合器

• 将一个信号分成两个幅度相等、相位差为 90° 或 180° 的信号。

• 用于正交合并或执行求和/差分合并。

介绍

耦合器和混合器都是使两条传输线足够接近，从而允许一条传输线上传播的能量耦合到另一条传输线上的器件。3dB 90°或180°混合器将输入信号分成两个幅度相等的输出信号。定向耦合器通常将输入信号分成两个幅度不等的输出信号。“定向耦合器”、“90°混合器”和“180°混合器”这些术语是基于惯例。然而，90°和180°混合器也可以被视为3dB定向耦合器。尽管存在这些相似之处，但用于描述定向耦合器中信号流的参数以及实际应用中的情况却存在显著差异，因此需要分别讨论。

180° 混合功能描述

180°混合器是一种互易四端口器件，当从其和端口 (S) 输入信号时，会产生两个幅度相等、同相的信号；当从其差端口 (D) 输入信号时，会产生两个幅度相等、相位相差180°的信号。反之，输入到端口 C 和 D 的信号将在和端口 (B) 处相加，两个信号的差值将出现在差端口 (A) 处。图 1 是本文中用于表示 180°混合器的功能示意图。端口 B 可以视为和端口，端口 A 为差端口。端口 A 和 B 以及端口 C 和 D 是相互隔离的端口对。

90° 混合

90°混合器或混合耦合器本质上是3 dB定向耦合器，其中耦合输出信号和输出信号的相位相差90°。由于-3 dB代表功率减半，3 dB耦合器将功率（在一定容差范围内）平均分配到输出端口和耦合输出端口。输出端口之间90°的相位差使得混合器在电子可变衰减器、微波混频器、调制器以及许多其他微波元件和系统的设计中非常有用。图5显示了用于解释射频90°混合器工作原理的电路图和真值表。如图所示，施加到任何输入端的信号都会产生两个幅度相等、相位正交（即相位差90°）的信号。端口A和B以及端口C和D是隔离的。如前文180°混合器部分所述，射频和微波频率器件采用不同的构造方法。尽管理论响应相同，但端口位置和连接方式不同。下图展示了适用于微波频率（500 MHz 及以上）的“交叉”和“非交叉”版本，以及相应的真值表。90° 混合器也称为正交混合器，因为两个输出的相位相隔一个象限（90°）。需要注意的是，只要端口之间的关系保持不变，哪个端口是输入端口并不重要。这是因为 90° 混合器在电气和机械上关于 X 轴和 Y 轴都是对称的。