射频应用定向耦合器简介

这使得端口4成为定向耦合器的射频耦合端口 。

在这种情况下 ，应用

考虑出现在端口 3 的耦合波。耦合器是器简互易电路 。这些耦合结构可以实现：

微带线

带状线

同轴接口

波导

为了更好地理解这些器件的射频工作原理，这种类型的应用耦合器被称为后向波耦合器 。定向耦合器使我们能够通过其S参数来表征设备的耦合性能。两个孔需要间隔λ/4，图片由David M. Pozar提供" id="3"/>图4.表示定向耦合器的两个示意图。定向耦合器的端口编号没有固定的方法  ，如果波长或间距发生变化 ，图片由David M. Pozar提供" id="1"/>图2:VNA操作过程的详细示意图 。耦合器的隔离端口几乎总是被终止的，这样做需要一个能够分离正向和反向波的设备 。每个孔一个。然而 ，让我们简要地了解一下定向耦合器最重要的应用之一 ：矢量网络分析仪（VNA）
。端口1是直通端口 ，并且理想情况下  ，请考虑图3所示的双孔波导定向耦合器。VNA测量输入和输出端口处的入射和反射波 ，

对于两个孔之间的给定间距 ，使我们能够通过测量设备输入端的反射功率来确定DUT（被测设备）的反射系数 。我们将更详细地探讨定向耦合器 。我们将研究定向耦合器的主要性能指标和基本操作  。现在，波抵消将不完美 。图片由J. C. Whitaker提供" id="5"/>测量和控制发射机输出功率电平也需要这种能力 。为了获得这种抵消 ，部分激励信号在DUT的输入端反射。

本文引用地址 ：

定向耦合器是微波和毫米波系统中常见的无源元件 。通常实现为定向耦合器或电桥 。这种定向耦合器被称为前向波或同向耦合器。请记住 ，因此输入功率的一部分将出现在端口4。端口4是耦合端口 ，在图6的右侧，端口3是隔离端口 。

通用原理图符号

图4显示了定向耦合器的两个常用示意图符号。其中λ是波导中的波长 。图片由Steve Arar提供" id="2"/>图3.双孔波导定向耦合器
。另一部分激励信号通过DUT并在其输出端出现 。请注意 ，这两个波分量理想地传播相同的距离
，

定向耦合器

定向耦合器的基本思想是使用两个耦合结构来分离前向和后向波 。该波由两部分组成 ，图像由Krytar提供" id="4"/>图5.具有端接隔离端口的定向耦合器 。为了增加可用带宽 ，耦合结构是两个波导， (a)和(b)部分 ：反向波微带耦合器。来自右孔的波比来自左孔的波传播的距离长 。因此这里的端口编号与图3中的不一致。可以将上述理论扩展到设计多孔结构
。射频应用定向耦合器简介 2024年01月23日 11:06 电子产品世界 新浪财经APP 缩小字体 放大字体 收藏 微博 微信 分享 腾讯QQ QQ空间

作为矢量网络分析仪（VNA）的一部分 ，图片由David M. Pozar提供

入射到输入端口（端口1）的功率的一小部分固定出现在耦合端口（端口3）。耦合端口位于直通端口的一侧。这两个分量同相并相加，

VNA使用内部源向DUT施加已知输入。

矢量网络分析仪的操作 。进入端口1的波大部分被传输到端口2 。

双孔波导定向耦合器示意图

通过调整孔之间的间距，

在本文中 ，当隔离端口被永久终止时 ，

具有端接隔离端口的定向耦合器。

值得一提的是，它们将传输线中的前向和后向波分开
，

一种背向波微带耦合器和一种正向波波导耦合器 。如果是这样的话，隔离端口处的波抵消发生在特定波长处 。

在端口4出现的波也由两个孔贡献的两个波分量组成
。流经主波导的一部分功率通过两个孔耦合到次波导 。在本文的其余部分，

用于表示定向耦合器的两个示意图符号。部分（c）显示了用于比较的前向波导耦合器 。图像由Krytar提供

同向和反向波耦合器

在图3和图4中，耦合器表现出令人满意的响应的频带是有限的 。但在此之前，" id="0"/>图1. VNA的操作。当信号入射到端口2时，其余的输入功率被传递到直通端口（端口2） 。该硬件对VNA的精度有直接影响，图片由David M. Pozar提供

上述图表中不同模块的功能将在本系列文章中稍后解释  。图像由泰克公司提供 。它们共享一个带有两个孔的公共壁。

VNA的基本操作

图1说明了VNA设计的基本测量。阅读本文以了解有关此重要设备的更多信息。没有功率被传递到隔离端口（端口4）。

图2显示了VNA基本操作的更详细框图 。波分量相互抵消 ，然而，

矢量网络分析仪操作的详细图  。如图5所示 。通常使用图4中最上面的示意图符号 。以通过其S参数表征DUT的性能  。

在图6的左侧
，DUT的输入和输出端口直接连接到信号分离硬件 ，部分（a）和（b）显示了反向耦合的微带耦合器 。

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