供应400Mhz定向耦合器腔体耦合器
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定向耦合器
定向耦合器及等效电路
定向耦合器是无源和可逆网络。理论上，定向耦合器是无耗电路，而且其各个端口均应是匹配的。图１（ｂ）定义了定向耦合器各端口的属性。当信号从端口１输入时，大部分信号从端口２直通输出，其中一小部分信号从端口３耦合出来，端口４通常接一个匹配负载。如果要将定向耦合器反过来使用，则端口１和２，端口３和４的属性要互换定义。
定向耦合器可以由同轴、波导、微带和*线电路构成。通常，定向耦合器用于信号取样以进行测量和监测，信号分配及合成；此外，作为网络分析仪，天线分析仪和通过式（ＴＨＲＵＬＩＮＥ）功率计等测试仪器的*部件，定向耦合器所起的作用是正向和反射信号的取样。定向耦合器的方向性是一项*的指标，尤其是作为信号合成和反射测量应用时。
２． 各项指标的定义
在理想情况下，当信号功率从端口１输入时，输出功率只应出现在端口２和端口３，而端口４是*隔离的，没有功率输出。但是在实际情况下，*些功率会泄漏到端口４。设端口１的输入功率为Ｐ１，端口２，３和４的输出功率分别为Ｐ２，Ｐ３和Ｐ４，则定向耦合器的特性可以由耦合度，*损耗，隔离度和方向性等四项指标来表征，单位均为ｄＢ。
请注意在以下的描述中，*的指标均表示为正数，而在实际应用中，则是用负数来进行各种计算的。
耦合度：
耦合度表示从端口１输入的功率和被耦合到端口３部分的比值，表示为：耦合度（Ｃ）＝１０×ｌｏｇ（Ｐ１Ｐ３）
*损耗：
*损耗表示从端口１到端口２的能量损耗，表示为：*损耗（ＩＬ）＝１０×ｌｏｇ（Ｐ１Ｐ２）
请注意端口１的输入功率有一部分功率是被耦合到端口３的，所以应导入一个“耦合损耗”的概念，下面是各种耦合度下的耦合损耗值：
耦合度 耦合损耗
６ ｄＢ １．２００ ｄＢ
１０ ｄＢ ０．４６０ ｄＢ
１５ ｄＢ ０．１４０ ｄＢ
２０ ｄＢ ０．０４０ ｄＢ
３０ ｄＢ ０．００４ ｄＢ
通常所说的从端口１到端口２的*损耗是传输损耗和耦合损耗之和。在定向耦合器的产品说明中通常会对此加以*说明。
当定向耦合器用于测试和测量时，选取的耦合度比较小，如２０ｄＢ或３０ｄＢ甚至更小；而作为功率合成系统或者信号分配系统应用时，则会采用比较大的耦合度，如３ｄＢ，５ｄＢ和７ｄＢ等。
隔离度：
前面提到，在理想的定向耦合器中，端口４是没有功率输出的，而实际上总会有一些功率从这个端口泄漏出来，这就是隔离度的指标，表示为：隔离度（Ｉ）＝ １０×ｌｏｇ（Ｐ１Ｐ４）
方向性：
端口３的输出功率和端口４输出功率之间的比值定义为方向性，表示为：方向性（Ｄ）＝１０×ｌｏｇ（Ｐ３Ｐ４）
需要*说明的是耦合度，隔离度和方向性之间的关系为：
隔离度（Ｉ）＝耦合度（Ｃ）＋方向性（Ｄ）
耦合度是一项设计指标，是根据使用要求而选定的，通常为６，１０，２０和３０ｄＢ，这样隔离度指标也随之而变化；而方向性则是一个常数。
在大部分定向耦合器的指标中，通常只标出方向性指标，隔离度指标可以根据耦合度计算出来。如：
耦合度（Ｃ）＝３０ｄＢ，
方向性（Ｄ）＝２５ｄＢ，
则隔离度（Ｉ）＝３０＋２５＝５５（ｄＢ）
３． 定向耦合器的应用
无论是测试和测量应用还是系统内部应用，定向耦合器都是一种应用*为广泛的微波器件，以下举例说明。
定向耦合器用于功率合成系统：
在多载频合成系统中，通常会用到３ｄＢ的定向耦合器（俗称３ｄＢ电桥）
定向耦合器用于功率合成
方向性可达３０ｄＢ的３ｄＢ定向耦合器
典型的功率合成系统
电路常见于互调测量系统和多载频的室内分布系统中。在这些应用中，要求定向耦合器有很高的方向性（隔离度）以避免信号源之间产生额外的互调分量，为了*隔离度，也可以外加一些器件如滤波器或铁氧体隔离器来*。图示３ｄＢ定向耦合器（ＰＮ ７５３３４５）的频率范围为８００－２１７０ＭＨｚ，方向性*３０ｄＢ，换算成隔离度为３３ｄＢ。
用于信号取样和监测：
发射机的在线测量和监测可能是定向耦合器*为广泛的应用之一。
用定向耦合器进行发射机信号的取样和监测
蜂窝基站的典型测量应用，如果发射机的输出功率为４３ｄＢｍ（２０Ｗ），定向耦合器的耦合度为３０ｄＢ，*损耗（线路损耗加耦合损耗）为０．１５ｄＢ，则耦合端有１３ｄＢｍ（２０ｍＷ）的信号送到基站测试仪，定向耦合器的直通输出为４２．８５ｄＢｍ（１９．３Ｗ），而泄漏到隔离端的功率则被一个负载吸收掉了。
定向耦合器作为反射功率计
用于功率和ＶＳＷＲ测量（反射功率计）：
作为通过式功率计的*器件，定向耦合器可用于正向和反射功率的取样，见
其中端口３用于检测正向功率，端口４用于检测反射功率。请注意在这种应用场合，定向耦合器的方向性（隔离度）指标对测试精度*，尤其是反射功率的测试精度。
假设发射机的输出功率为５０ｄＢｍ（１００Ｗ），被测负载的驻波比为１．５（反射功率为４Ｗ），定向耦合器的耦合度为３０ｄＢ。假如隔离度为*大，则在端口４测到的功率即为反射功率（４ｍＷ）。但由于隔离度不可能为*大，出现在端口４的除了真正的反射功率以外，还有一部分从端口１泄漏过来的功率，这二部分功率叠加后，功率计认为这些都是反射功率，从而导致了测试误差。
