定向耦合器是通用微波/毫米波组件,可用于信号隔离,分离和混合,例如功率监视,源输出功率稳定,源隔离,传输和反射扫描测试。
主要技术指标是方向性,驻波比,耦合度和插入损耗。
定向耦合器是广泛用于微波系统的微波器件。
其实质是以一定比例分配微波信号。
定向耦合器由传输线组成,同轴线,矩形波导,圆形波导,带状线和微带线都可以构成定向耦合器,因此定向耦合器具有多种结构,并且差异很大。
然而,从其耦合机制来看,它主要分为四种类型,即小孔耦合,并联耦合,分支耦合和匹配双T.T.定向耦合器是一个组件,它将两条传输线放置得足够接近,以便上电线可以耦合到另一条线。
其两个输出端口的信号幅度可以相等或不相等。
特别广泛使用的耦合器是3dB耦合器,其中耦合器的两个输出端口的输出信号的幅度相等。
在20世纪50年代初之前,几乎所有的微波设备都使用金属波导和同轴电路。
那时,定向耦合器主要是波导小孔耦合定向耦合器。
理论基础是Bethe孔径耦合理论。
Cohn和Levy等人也做出了很多贡献。
随着航空航天技术的发展,微波电路和系统需要小型化,轻量化和可靠,因此出现带状线和微带线。
随后,由于微波电路和系统的需要,存在连续集成的微波集成传输线,例如鳍线,槽线,共面波导和共面带状线。
这导致各种传输线定向耦合器的出现。
第一个真正的定向耦合器是由HA Wheeler于1944年设计的.Wheeler使用一对具有四分之一中心波长的圆柱来耦合电场和磁场的能量。
不幸的是,这种方法只能实现倍频程带宽。
定向耦合器是定向功率耦合(分配)组件。
它是一个四端口组件,通常是两条传输线的组合,称为直通线(主线)和耦合线(副线)。
直通线功率的一部分(或全部)通过直通线和耦合线之间的耦合机构(例如槽,孔,耦合线段等)耦合到耦合线。
并且需要将功率仅传输到耦合线。
输出端口,另一个端口没有电源输出。
如果直通线中波的传播方向变得与原始方向相反,则耦合线中的功率输出端口和没有功率输出的端口也将改变,即耦合(分布)权力是方向性的。
因此,它被称为定向耦合器(定向耦合器)。
定向耦合器在现代电子系统中被广泛用作许多微波电路的重要部分。
它可用于为温度补偿和幅度控制电路提供采样功率,并可在很宽的频率范围内进行功率分配和合成。
在平衡放大器中,它有助于实现良好的输入输出电压驻波比(VSWR)。
在平衡混频器和微波设备(例如网络分析仪)中,它可用于对入射和反射信号进行采样;在移动通信中,可以使用发射机的90°桥耦合器(QPSK)相位误差来确定π/ 4相移键控。
耦合器与所有四个端口的特征阻抗相匹配,这使其易于嵌入其他电路或子系统中。
通过使用不同的耦合结构,耦合介质和耦合机构,可以设计适合于各种微波系统的不同要求的定向耦合器。
定向耦合器的主要参数如下:1。
直通参数:根据散射矩阵,可以用S21表征。
2.耦合参数:根据散射矩阵,S31已知。
3.隔离参数:根据散射矩阵,S41已知。
4.反射参数:根据散射矩阵,S11已知。