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射频易商城_耦合器芯片_微波耦合器的基本简介与其指标信息

2023-03-20 19:44   来源: 互联网    浏览次数:4367

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导读:很多朋友不知道耦合器的原理及指标,如何选择耦合器。射频易商城RFeasy.cn为你解答耦合器的原理及指标


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微波耦合器的基本简介及指标信息

在微波系统中, 往往需将一路微波功率按比例分成几路, 这就是功率分配问题。 实现这一功能的元件称为功率分配元器件, 主要包括: 定向耦合器、 功率分配器以及各种微波分支器件。 这些元器件一般都是线性多端口互易网络, 因此可用微波网络理论进行分析。

耦合器 - 定向耦合器
定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件, 它是由耦合装置联系在一起的两对传 输系统构成的。 如图 5 - 13 所示。 图中“①、 ②” 是一条传输系统, 称为主线; “③、 ④” 为另一条 传输系统, 称为副线。 耦合装置的耦合方式有许多种, 一般有孔、 分支线、 耦合线等, 形 成不同的定向耦合器。 首先介绍定向耦合器的性能指标, 然后介绍波导双孔定向耦合器、 双分支定向耦合器和平 行耦合微带定向耦合器。
1. 定向耦合器的性能指标
定向耦合器是四端口网络, 端口“①” 为输入端, 端口“②” 为直通输出端, 端口“③” 为耦合输出端, 端口“④” 为隔离端, 并设其散射矩阵为[S] 。 描述定向耦合器的性能指 标有: 耦合度、 隔离度、 定向度、 输入驻波比和工作带宽。 下面分别加以介绍。
2. 隔离度
输入端“①” 的输入功率 P1 和隔离端“④” 的输出功率 P4 之比定义为隔离度, 记作 I。
3. 定向度
耦合端“③” 的输出功率 P3 与隔离端“④” 的输出功率 P4 之比定义为定向度, 记作 D。
4.输入驻波比
端口“②、 ③、 ④” 都接匹配负载时的输入端口“①” 的驻波比定义为输入驻波比, 记 作ρ 。 耦合器
5. 工作带宽
工作带宽是指定向耦合器的上述 C、 I、 D、 ρ 等参数均满足要求时的工作频率范围。 耦合器 - 波导双孔定向耦合器
波导双孔定向耦合器是最简单的波导定向耦合器, 主、 副波导通过其公共窄壁上两个相距 d=(2n+1) λ g0/4 的小孔实现耦合其中, λ g0 是中心频率所对应的波导波长, n 为正整数, 一般取 n=0。 耦合孔一般是圆形, 也可以是其它形状。 定向耦合器的结构如图 5 - 14(a) 所示, 下面简单介绍其工作原理。 根据耦合器的耦合机理, 画出如图 5 - 14(b) 所示的原理图。 设端口“①” 入射 TE10 波 (u+1=1) , 个小孔耦合到副波导中的归一化出射波为 和, q 为小孔耦合系数。 假设小孔很小, 到达第二个小孔的电磁波能量不变, 只是引起相 位差(β d) , 第二个小孔处耦合到副波导处的归一化出射波分别为和在副波导输出端口“③” 合成的归一化出射波为
耦合器
5-14 波导双孔定向耦合器
副波导输出端口“④” 合成的归一化出射波为 耦合器 式中, a、 b 分别为矩形波导的宽边和窄边; r 为小孔的半径; β 是 TE10 模的相移常数。 而 波导双孔定向耦合器的定向度为 当工作在中心频率时, β d=π /2, 此时 D→∞; 当偏离中心频率时, secβ d 具有一定的数 值, 此时 D 不再为无穷大。 实际上双孔耦合器即使在中心频率上, 其定向性也不是无穷大, 而只能在 30dB 左右。 总之, 波导双孔定向耦合器是依靠波的相互干涉而实现主波导的定向输出, 在耦合口上同

相叠加, 在隔离口上反相抵消。 为了增加定向耦合器的耦合度, 拓宽工作频带, 可采用多孔定向耦合器,

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