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功率耦合器的原理和应用

 昵称58624145 2018-08-13

耦合器的重要指标是耦合度和插损。耦合度是耦合端口与输入端口的功率之比,以dB表示的话,一般是负值。耦合度的绝对值越大,相当于拿走的东西越少,自然耦合器的损耗就越小。插损是输出端口与输入端口的功率之比。耦合度的绝对值越大,插损的绝对值越小。

 
 

如图所示①口为输入臂,即提供输入功率给输入端口。通过藕合,一部分功率传输到端口③(藕合端口),而其余的功率由端口直接传输到端口,②端口被称为直通端口。在理想定向藕合器中没有功率传输到④端口(隔离端口)

定向耦合器的技术指标

1)耦合度

副波导正向端口(P4)的输出功率与主波导输入端口(P1)的输入功率之间比值的分贝数称之为定向耦合器的耦合度。

2)方向性

在波导定向耦合器中,副波导正向传输功率与反向传输功率比值的分贝数表征了耦合器的方向性。方向性是衡量定向耦合器中副波导内能量定向传输的标准,由于 P4> P3,因此,d 的值越大则耦合器的方向性越好。

 

2、频带宽度:

方向性、藕合度、隔离度和电压驻波比在满足指标时定向耦合器工作的频率范围。

 

3、插入损耗:

是指定向藕合器输入功率对输出功率以分贝表示的比值,它表明该器件对信号功率的衰减程度。对于弱祸合的定向祸合器来说,插入损耗可以忽略不计。

 

4、回波损耗:

当激励从定向祸合器的任意一个端口输入,其他端口接匹配负载时,被测端口反射输出功率与输入功率的比值取分贝。

 

5、输入电压驻波比:

定向祸合器的直通臂、隔离臂和祸合臂接匹配负载时,在输入端口测得的电压驻波比,它反应了输入端的反射大小。

为了描述传输链路中驻波的大小,引入驻波参数。电磁波在传输链路上进行传输,传输链路上存在许多波腹点与波节点,相邻的波腹点与波节点电压之比就被定义为驻波系数。驻波比表征了耦合器在输入端口反射能量的大小,在设计中希望输入驻波比的值为 1。在进行波导定向耦合器设计时,必须考虑耦合结构对耦合器驻波特性的影响。

定向耦合器的应用

1、 定向耦合器用于功率合成系统;

2、 定向耦合器进行发射机信号的取样和监测;

3、 定向耦合器作为反射功率计;

4、 采用定向耦合器实现系统信号覆盖;

5、 在微波测量功率时,利用定向耦合器扩大测量功率范围,作为类似于衰减器。’

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