什么叫“定向耦合器”？使用定向耦合器注意事項(xiàng)

定向耦合器是一種通用的微波/毫米波部件，可用于信號(hào)的隔離、分離和混合，如功率的監(jiān)測、源輸出功率穩(wěn)幅、信號(hào)源隔離、傳輸和反射的掃頻測試等。

主要技術(shù)指標(biāo)有方向性、駐波比、耦合度、插入損耗。

用來分配或合成微波信號(hào)功率并具有定向耦合特性的微波元件。它是在主、副兩根傳輸線(簡稱主、副線)之間設(shè)置適當(dāng)?shù)鸟詈辖Y(jié)構(gòu)組成的。定向耦合器采用同軸線、帶狀線、微帶線、金屬波導(dǎo)或介質(zhì)波導(dǎo)等各種型式。耦合結(jié)構(gòu)有耦合孔、耦合分支線和連續(xù)結(jié)構(gòu)耦合等型式。

什么叫“定向耦合器”？

耦合器的主要功能就是主線中傳輸?shù)墓β释ㄟ^多種途徑耦合到副線,并互相干涉而在副線中只沿一個(gè)方向傳輸。

目前，主要有兩種類型的定向耦合器：具有一個(gè)耦合端口和一個(gè)端接端口的標(biāo)準(zhǔn)定向耦合器；以及具有正向和反向耦合端口的雙定向耦合器。此外，還存在其他類型的雙定向耦合器，根據(jù)耦合至正向或反向端口的耦合端口的種類，這些雙定向耦合器被稱為正向耦合器和反向耦合器。

使用定向耦合器注意事項(xiàng)

在使用定向耦合器的過程中，需要注意的重要一點(diǎn)是，定向耦合器所提供的耦合量對(duì)主傳輸路徑插入損耗的理論最小值具有直接影響。端口的耦合量越小，插入損耗越低。通常，耦合端口的額定功率水平低于主傳輸路徑的額定功率水平，當(dāng)主傳輸路徑功率與耦合強(qiáng)度的差值超出耦合端口的功率處理能力時(shí)，則可能發(fā)生故障。一般情況下，采用精密內(nèi)部匹配端接方式的三端口定向耦合器的定向性高于采用外部端接方式的四端口定向耦合器。

另一個(gè)需要考慮的因素在于定向耦合器端接端口的端接類型。如果端接電阻設(shè)置為與傳輸線路的固有阻抗（通常為50歐姆）相等，該端接端口處的能量可以極小的反射量被吸收。然而，當(dāng)端接端口處短路或開路，或者與傳輸線路的特性阻抗不匹配時(shí)，該端口處的能量將被反射回主傳輸路徑。此外，當(dāng)端接端口的功率超出端接器的功率限制，則可能會(huì)發(fā)生故障。

定向耦合器的用途

定向耦合器通常用于測試測量應(yīng)用。此間一例為通過采用雙定向耦合器的方式，或通過以定向耦合器實(shí)施多項(xiàng)測試的方式，測量傳輸線路的輸入功率和反射功率。這在除去耦合器本身的損耗之后，可作為電壓駐波比的一種度量。其他用途例如包括信號(hào)采樣、信號(hào)注入以及功率通量監(jiān)測，其中，為了實(shí)現(xiàn)最佳的準(zhǔn)確度，用戶還得考慮定向耦合器本身的損耗。

當(dāng)實(shí)施精確測量時(shí)，還需要根據(jù)定向耦合器的質(zhì)量考慮端口之間的隔離度。無論如何耦合，耦合器端口之間通常存在一定程度的泄露。這一泄露量通常稱為隔離度，用于衡量耦合器設(shè)計(jì)的防泄漏能力。定向耦合器的定向性為隔離度與耦合系數(shù)之比，是耦合器的一個(gè)常見性能指標(biāo)。

大多數(shù)定向耦合器因端口直流接地而不允許直流電流通過，只有某些定向耦合器可允許直流電流通過。對(duì)于允許直流電流通過的定向耦合器而言，重要的一點(diǎn)是，須將電流保持于額定值以下，以防電阻性損耗導(dǎo)致發(fā)熱或影響端接性能。為了滿足目標(biāo)性能，雙定向耦合器（或稱雙向耦合器）的所有端口均須接地。此外，重要的一點(diǎn)是，接地質(zhì)量和連接負(fù)載須與定向耦合器的端口阻抗匹配。

90度或180度電橋也通常被稱為“耦合器”。 雖然這些器件的物理設(shè)計(jì)通常與定向耦合器看起來非常相似，但是其工作方式與定向耦合器有本質(zhì)不同。然而，由于此類器件可在輸出和耦合端口之間進(jìn)行功率分配（3dB分配），因此當(dāng)其被誤認(rèn)為耦合系數(shù)極低的定向耦合器時(shí)，有可能造成損壞。