一种提高耦合器方向性的方法

定向耦合器参数的定义

有关定向耦合器参数的定义 (2007-03-30 13:12:36) 转载 定向耦合器是一种四端口网络， 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、微带和带状线电路构成。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核心部件，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至关重要的指标，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 如图１（ｂ）所示，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是完全隔离的，没有功率输出。但是在实际情况下，总有一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，插入损耗，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，所有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） 插入损耗： 插入损耗表示从端口１到端口２的能量损耗，表示为：插入损耗（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”

定向耦合器的技术指标和理想定向耦合器特性

定向耦合器的技术指标和理想定向耦合器特性 时间：2015-08-11 来源：天线设计网TAGS：定向耦合器耦合器无源器件定向耦合器的技术指标 定向耦合器是一种有方向性的功率耦合器件，在射频系统中有着广泛的应用，如功率监控系统、测试系统、功率分配系统等。定向[天线设计网]耦合器的种类繁多。 （1）定向耦合器是一个四端口网络，它有输入端（端口1）、直通端（端口2）、耦合端（端口3）和隔离端（端口4)。 （2）当信号从输入端输入时，除了一部分功率直接从直通端输出外，同时还有一部分功率耦合到耦合端输出，但不会从隔离端输出。 （3）如果耦合端与直通端同方向，则称为“同向定向耦合器”。反之，称为“反向定向耦合器”。 除了所有器件都有的一些指标外，如电压驻波比、工作带宽外，定向耦合器的主要技术指标有耦合度、方向性和隔离度。[天线设计网]设输入功率为 P1，直通端、耦合端和隔离端

在接匹配负载时的输出功率分别为P2， P3， P4。 耦合度C定义： 方向性D定义： 理想情况下 隔离度I定义： 理想情况下 很显然有以下关系： 实际上，[天线设计网]方向性和隔离度同属表征定向耦合器定向性能的指标，故而取其一就够了。 理想定向耦合器特性 【定理】互易、无耗、对称、完全匹配的四端口网络可以构成一个理想的90°定向耦合器。 证明：根据互易、对称、完全匹配，有

利用无耗网路S矩阵的幺正性：可得， 可见，S12、S13和S14中[天线设计网]必然有一个为零，由于端口2为直通端口，故S12不为零。 （a）设S14＝0（正向定向耦合器），则 （b）设S13＝0（反向定向耦合器），则 得证。 结论： 理想定向耦合器耦合端与直通端输出功率之和等于输入功率。

定向耦合器方向性的分析

定向耦合器方向性的分析 目前公司许多产品都用到定向耦合器，但在应用过程中都需要大量调试其方向性来满足指标要求，为了减小调试时间以及调试过程中产生的一些不稳定因素，让产品在设计时就能满足指标要求或在产品中增加一些可调器件来降低调试时间和增加产品的可靠性。 一、定向耦合器为什么会有方向性 上图为一段平行耦合传输线，当传输线1-4中有交变电流i I流过时，由于2-3线与1-4线靠得很近，所以2-3线中就有耦合来的能量，这个能量可通过电场（以耦合电容表示）又通过磁耦合（以耦合电感表示）耦合过来的。通过C m的耦合在2-3线中产生的电流i c2和i c3，同时由于i I的交变磁场作用，在2-3线上有感应电流i L，根据电磁感应定律，感应电流i L的方向与i I相反。 由上图可以看到，若有能量从端口1口输入，端口2是耦合口，端口4是输出端，端口3上有电耦合电流i c3和磁耦合电流i L，这两个电流是方向相反能量相同，相互抵消了，故端口3为隔离端，也使得定向耦合器变得有方向性了。

二、如何改善耦合器的方向性 图二

图三 图一是一段耦合微带线，上面什么也没有，仿真的结果为图二，可以看出这时耦合器的方向性很差，就个2dB，但在这段耦合微带上覆盖一层与基片相同厚度的介质后，得到的仿真结果为图三，这时方向性有很大的改善，有20dB左右。这个在我们实际的设计时已经应用到了，就是在主杆旁边直接用微带线来进行耦合，在调试时去改变腔深对方向性变化很明显，这是因为耦合微带的电场分别处在空气和介质中，所以它的奇模和耦模的相速不相同的，在隔离端的信号就不能相互抵消，方向就会变差，当覆盖一层介质后，电场就只在介质中传输，奇模和耦模的相速就变得相同了，方向就会得到很大的改善。 2、旋转耦合附杆，使之与传输主杆形成一个角度，这在实际应用中很多例子，这和第一种方法是同种道理，改变奇、耦模的电角度来改变它的相速，使方向性变好。

耦合器

电桥有点类似是频率合路器，同一频段内，有两进两出和两进一出之分，插损比多频合路器大点。 功分器的作用：是将功率信号平均地分成几份，给不同的覆盖区使用，功分器一般有二功分、三功分和四功分3种，主干比较少用，多用在分支，接天线。 耦合器的作用是将信号不均匀地分成2分(称为主干端和耦合端，也有的称为直通端和耦合端)，有多种型号，主要用在主干。干放器的作用是把信号放大，提高覆盖距离和覆盖区域，主要用在信号末端，信号还需要加大的地方 输出端功率=输入功率-耦合器插损， 耦合端功率=输入功率-耦合度。 以5dB耦合器为例： 输出端功率(直通端功率)=20dB-1.4dB=18.6dB 耦合端功率(耦合端功率)=20dB-5dB=15dB 具体耦合器的损耗各公司要求不一致，以联通为倒 耦合器 1)耦合器的作用是将信号不均匀地分成2分(称为主干端和耦合端，也有的称为直通端和耦合端) 2)种类:耦合器型号较多如5 dB、10 dB、15 dB、20 dB、25 dB、30 dB等。

从结构上分一般分为：微带和腔体2种。腔体耦合器内部是2条金属杆,组成的一级耦合. 微带耦合器内部是2条微带线,组成的一个类似于多级耦合的网络. 3主要指标：耦合度、隔离度、方向性、插入损耗、输入输出驻波比、功率容限、频段范围、带内平坦度。 以下对各项指标进行说明: l耦合度：信号功率经过耦合器，从耦合端口输出的功率和输入信号功率直接的差值。（一般都是理论值如：6dB、10dB、30dB等) 耦合度的计算方法：如上图所示。是信号功率 C-A 的值比如输入信号A为30dBm 而耦合端输出信号C为24dBm 则耦合度＝C-A＝30-24＝6dB，所以此耦合器为6dB耦合器。因为耦合度实际上没有这么理想，一般有个波动的范围，比如标称为6dB的耦合器，实际耦合度可能为：5.5~6.5之间波动。 l隔离度：指的是输出端口和耦合端口之间的隔离；一般此指标仅用于衡量微带耦合器。并且根据耦合度的不同而不同：如：5－10dB为18～23dB，15dB为20～25dB，20dB（含以上）为：25～30dB；腔体耦合器的隔离度非常好所以没有此指标要求。 计算方法：如上图指的是图中的淡蓝色曲线上的损耗，使用网络分析仪将信号由B输入，测C处减小的量即为隔离度。 2方向性：指的是输出端口和耦合端口之间的隔离度的值再减去耦合度的值所得的值，由于微带的方向性随着耦合度的增加逐渐减小最后30dB以上基本没有方向性，所以微带耦合器没有此指标要求，腔体

定向耦合器

定向耦合器是一种通用的微波/毫米波部件，可用于信号的隔离、分离和混合，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。主要技术指标有方向性、驻波比、耦合度、插入损耗。 基本简介 定向耦合器是微波系统中应用广泛的一种微波器件，它的本质是将微波信号按一定的比例进行功率分配。 定向耦合器由传输线构成，同轴线、矩形波导、圆波导、带状线和微带线都可构成定向耦合器，所以从结构来看定向耦合器种类繁多，差异很大。但从它的耦合机理来看主要分为四种，即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配双T。 定向耦合器是把两根传输线放置在足够近的位置使得一条线上的功率可以耦合到另一条线上的元件。它的两个输出端口的信号幅度可以相等也可以不等，一种应用特别广泛的耦合器是3dB 耦合器，这种耦合器的两个输出端口输出信号的幅度是相等的。 在20世纪50年代初以前，几乎所有的微波设备都采用金属波导和同轴线电路，那个时候的定向耦合器也多为波导小孔耦合定向耦合器，其理论依据是Bethe小孔耦合理论，Cohn和Levy等人也做了很多贡献。 随着航空和航天技术的发展，要求微波电路和系统做到小型化、轻量化和性能可靠，于是出现了带状线和微带线。随后由于微波电路与系统的需要有相继出现了鳍线、槽线、共面波导和共面带状线等微波集成传输线。这样就出现了各种传输线定向耦合器。 第一个真正意义上的定向耦合器由H. A. Wheeler在1944年设计实现，Wheeler使用了一对长为四分之一中心频率波长的圆柱来实现电场与磁场的能量相互耦合，遗憾的是这种方法只能实现一个倍频程的带宽。 定向耦合器是一种具有方向性的功率耦合(分配)元件。它是一种四端口元件，通常由称为直通线(主线)和耦合线(副线)的两段传输线组合而成。直通线和耦合线之间通过一定的耦合机制(例如缝隙、孔、耦合线段等)把直通线功率的一部分(或全部)耦合到耦合线中，并且要求功率在耦合线中只传向某一输出端口，另一端口则无功率输出。如果直通线中波的传播方向变为与原来的方向相反，则耦合线中功率的输出端口与无功率输出的端口也会随之改变,也就是说，功率的耦合(分配)是有方向的，因此称为定向耦合器(方向性耦合器)。 定向耦合器作为许多微波电路的重要组成部分被广泛应用于现代电子系统之中。它可以被用来为温度补偿和幅度控制电路提供采样功率，可以在很宽的频率范围完成功率分配与合成；在平衡放大器中，它有助于获得良好的输入输出电压驻波比(VSWR)；在平衡混合器和微波设备(例如，网络分析仪)中，它可以被用来采样入射和反射信号；在移动通信中，使用

耦合器调试方法

腔体耦合器设计与调试心得 一、设计软件的使用和优缺点： 在设计中使用了三种设计优化软件：A：EESOF LINECALC和TOUCHSTON；B：HP APPCAD；C：MAXWELL HFSS。 三种软件中，A在初步设计时，可以减少计算量，通过LINECALC，可以很准确的解得奇偶模阻抗，但线宽一般较实际值偏大，比如，在设计6dB宽频耦合器时，该软件求得紧耦合线宽为3.05， （B=8.4,H=2.47），而实验得的数据为 2.8，偏大；耦合间隙极小，以6dB为例，求得紧耦合间隙为0.03，实验数据为0.56。但A在计算单根线宽时，还是相当准确的。 软件B功能较少，只能计算特性阻抗，但计算得极为准确。 软件C是个相当强大的三维场分析软件，可以单独计算奇偶模阻抗，分析场能量分布，电壁，磁壁分布线等，不过它只有分析优化的功能，只有在做好最初的设计，获得最初的数据，方可使用，该软件运行时占用资源极高，优化速度非常慢，所得数据很接近实验数据。 二、实验现象 第一次实验：使用分析得的间隙所做的定位块，将导电棒安装好，由于导电棒较宽，最宽处为3.9，最初使用的N连接器的安装孔外径为8.4，装配时，还没有短路的担忧，没有做任何调试，结果发现高频段的性能指标都不太理想，2200MHz的驻波、隔离指标很差，驻波只有18dB,隔离只达到17dB。耦合度不平，低频段较高，高频段较低，分析现象可推测第二级线长可能长了，以及四个端口容性较大，有必要进行低阻补偿。但有时也可以装配成功，而且指标不差，方向性最多时可达到25dB，但调试量显然是太大了。一是要将导电棒端头处锉细，以加入高阻补尝；二是将导电棒斜装，以调整输入输出回波损耗；三是控制导电棒中心的间距，以得到最优的平坦度。在试验中还发现，由于N连接器装配得不太规范，其结构强度不大，经常出现中心导电棒活动的现象。 第二次试验：根据第一次实验现象，此次试验中，将导电棒50Ω线的长度减小1mm，这样在焊装时，导电棒的端头与N连接器的绝缘子就有1mm的间隙，同时为了加固，在第一级向第二级跳变处加了四氟支撑架。经过调试，发现高端的指标全部上升，不过试验的重复性不太好，而且上升幅度并不是特别明显，仅仅是指标稍高于要求值。但由于仍然使有8.4的N连接器，其结构问题没有解决。 第三次试验：由于前两次试验已确定了腔体耦合器设计的正确性与可行性，此次试验主要是解决结构强度问题与成品率，在这次试验中，对腔体进行了较大的改变，将盖板改为平盖板样式，N连接器改为φ6的，型号改为cp108hf，这样，在外型上可视性要好得多，N连接器的结构强度也有了较大的改进。在实验中发现，现象与前两次试验没有太大的差别，但调试要方便的多，而且在试验中还出现了一个调试方法，就是将端头处进行低阻补偿（因为现在有了1mm的间隙，目前呈高阻），可以很好的改进指标，同时发现了导电棒的安装强度有必要改进。此次实验中，一次成品率没有提高，但调试成功率上升。 第四次试验：为了加强导电棒的安装强度，对腔体又做了一次较大的改进：在四个N连接器所在的位置，挖四个8mm*2mm*1mm的深腔，加装四氟卡槽，一是加入了低阻补偿，二是加强了导电棒的安装强度，实验中发现，对了上次试验所发现的问题，都有了较完好的解决，调试成功率可达到50%。

功分器、耦合器、电桥 原理与分析

功分器、耦合器、电桥原理与分析 2010-05-21 13:00 本文主要介绍通信链路上的部分无源器件，介绍器件的外观、作用、种类、主要技术指标定义和范围等。 1功分器 1）功分器的作用：是将功率信号平均地分成几份，给不同的覆盖区使用。 2）种类：功分器一般有二功分、三功分和四功分3种。 功分器从结构上分一般分为：微带和腔体2种。腔体功分器内部是一条直径由粗到细程多个阶梯递减的铜杆构成,从而实现阻抗的变换,二微带的则是 几条微带线和几个电阻组成,从而实现阻抗变换. 主要指标：包括分配损耗、插入损耗、隔离度、输入输出驻波比、功率容限、频率范围和带内平坦度。 以下对各项指标进行说明: l 分配损耗：指的是信号功率经过理想功率分配后和原输入信号相比所减小的量。此值是理论值，比如二功分3dB，三功分是4.8dB,四功分是6dB。 （因功分器输出端阻抗不同，应使用端口阻抗匹配的网络分析仪能够测 得与理论值接近的分配损耗） 耦合器和三功分器图示 分配损耗的理论计算方法:如上图所示。比如有一个30dBm的信号，转换 成毫瓦是1000毫瓦，将此信号通过理想3功分器分成3份的话，每份功 率＝1000÷3＝333.33毫瓦，将333.33毫瓦转换成dBm＝ 10lg333.33=25.2dBm, 那么理想分配损耗＝输入信号－输出功率＝30－ 25.2=4.8dB,同样可以算出2功分是3dB，4功分是6dB l 插入损耗：指的是信号功率通过实际功分器后输出的功率和原输入信号相比所减小的量再减去分配损耗的实际值，（也有的地方指的是信号功率

通过实际功分器后输出的功率和原输入信号相比所减小的量）。插入损 耗的取值范围一般腔体是：0.1dB以下；微带的则根据二、三、四功分 器不同而不同约为：0.4~0.2dB、0.5~0.3dB、0.7~0.4dB。 插损的计算方法：通过网络分析仪可以测出输入端A到输出端B、C、D 的损耗，假设3功分是5.3dB,那么，插损＝实际损耗－理论分配损耗＝ 5.3dB-4.8dB=0.5dB. 微带功分器的插损略大于腔体功分器,一般为0.5dB左右,腔体的一般为 0.1dB左右。由于插损不能使用网络分析仪直接测出，所以一般都以整 个路径上的损耗来表示（即分配损耗＋插损）：3.5dB/5.5dB/6.5dB等 来表示二/三/四功分器的插损。 l 隔离度：指的是功分器输出各端口之间的隔离，通常也会根据二、三、四功分器不同而不同约为：18～22dB、19～23dB、20～25dB。 隔离度可通过网络分析仪测，直接测出各个输出端口之间的损耗，如上图淡蓝色曲线所示，BC间，及 CD间的损耗。 l 输入/输出驻波比：指的是输入/输出端口的匹配情况，由于腔体功分器的输出端口不是50欧姆，所有对于腔体功分器没有输出端口的驻波要求，输入端口要求则一般为：1.3~1.4 甚至有1.15的；微带功分器则每个端 口都有要求，一般范围为输入：1.2~1.3 输出：1.3~1.4。 l 功率容限：指的是可以在此功分器上长期（不损坏的）通过的最大工作功率容限，一般微带功分器为：30～70W平均功率，腔体的则为：100～500W 平均功率。 l 频率范围：一般标称都是写800～2200MHz，实际上要求的频段是：824－960MHz加上1710～2200MHz，中间频段不可用。有些功分器还存在800～ 2000MHz和800～2500MHz频段 l 带内平坦度：指的是在整个可用频段内插损含分配损耗的最大值和最小值之间的差值，一般为：0.2~0.5dB。 2耦合器 1) 耦合器的作用是将信号不均匀地分成2分(称为主干端和耦合端，也有的 称为直通端和耦合端) 2)种类:耦合器型号较多如5 dB、10 dB、15 dB、20 dB、25 dB、30 dB等。

定向耦合器

1 实验六 定向耦合器特性的测量及应用 目的：研究定向耦合器的特性及其应用。 原理： 定向耦合器是微波测量和其它微波系统中常见的微波器件，它是一种有方向性的微波功率分配器，更是近代扫频反射计中不可缺少的部件，通常有波导、同轴线、带状线及微带等几种类型。图1为其结构示意图。它主要包括主线和副线两部分，彼此之间通过种种形式小孔、缝、隙等进行耦合。因此，从主线端上“1”输入的功率，将有一部分耦合到副线中去，由于波的干涉或叠加，使功率仅沿副线一个方向传输（称“正向”），而另一方向则几乎毫无功率传输（称“反向”），图2为本实验所用的十字定向耦合器，耦合器中端口之一终端接一内装的匹配负载。 主线副线 图1 （一）定向耦合器的主要特性参量有二： 为了便于解释耦合度和方向性，画出了定向耦合器传输示意图（图3），图中P 1、P 2分别为主线输入、输出功率；P F 3为副线 1 2 4 3 主线 副线 图3P3F 124 3 主线 副线 P 1 P 2 3R P P 1 P 2

2 中正向输出功率，P R 3为副线中反向输出功率。 （1）耦合度（或过度衰减）C 如图3（a ）所示，主线输入功率P 1， 与副线中正向输出功率P F 3之比，称为定向耦合的耦合 度，若以分贝（db ）表示则： C=10log F P P 31 (db) （6.1） （2）方向性D 如图3所示，副线中正向输出功率P F 3与反向输出功率P R 3之比称为定向耦合器的方向性，若以分贝表示，则: D=log R F P P 33(db) （6.2） 有时，反映定向程度的指标也用隔离度D ’来表示。隔离度表示主线输入功率P 与副线反向输出功率之比，即 D=10log R P P 31 (db) （6.3） 由式子（2） D=10log R F P P 33=10log R P P 31=D ’-C （6.4） 从上可知，定向耦合器的方向性等于隔离度与耦合度之差，理想的定 向耦合器的方向性D →∞;也就是说，当各端均匹配端接时，若功率从主线端“1”输入，则副线仅端“3”有输出，而端“4”无输出；即端“1”与端“4”彼此隔离；端“2”与端“3”彼此隔离，实际的定向耦合器隔离端的耦合隔离的理想器件。 本实验主要是测量定向耦合器的耦合度和方向性，由上述定义可知，它实际上是功率测量或衰减量的测量，前述衰减测量的方法原则上都能适用，只是对高方向性器件的测量可能要碰上一定困难，需用专门的测量技术。 （二）定向耦合器的应用——单定向耦合器反射计 用反射计测量驻波比是常用的方法之一，本实验将采用单定向耦合器，

(整理)耦合器知识

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。 目录 ?? 定向耦合器 ?? 波导双孔定向耦合器 ?? 双分支定向耦合器 ?? 平行耦合微带定向耦合器 ? ?? 隔离器 ? ?? 参考资料 ? ?? 定向耦合器 ? ?? 波导双孔定向耦合器 ?? 双分支定向耦合器 ? ? ?? 平行耦合微带定向耦合器 ? ?? 隔离器 ?? 参考资料 编辑本段耦合器- 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。

深入讨论定向耦合器的方向性

深入讨论定向耦合器的方向性 ——方向性对功率、驻波比和回波损耗测量的影响 文/Jim Norton，Bird Electronic；译/陈琳瑛，林恺 ***************************************************************************************************** 前言： 方向性在决定射频功率，电压驻波比和回波损耗测量精度方面扮演着重要的角色。由于方向性产生的误差可能会严重影响基于测试结果所作出的结论。本文就方向性的问题进行了深入的探讨。 图1和例1例2阐明了方向性 的影响。可以看到，方向性为25dB 的在线功率计或天线监测仪比方向 性为40dB的误差要大得多。这种 误差将影响判断天线是否符合指 标，同时也会在监测天线时造成错 误报警(比如在一切正常的情况下 报警，更糟糕的是，在有问题的时 候没有报警！) 后面将会讨论到的计算步骤， 用比较直接的形式得到这些数据。 为了方便起见，在本文后的附录中 附上了方向性表，表中列出了给定 VSWR及回波损耗对应的误差范 围。你可以针对具体的应用在 https://www.360docs.net/doc/ef3736900.html,下载免费 版“RF Calculator”软件进行此项 及其它几项分析。

例1：25dB方向性 功率计或天线监测仪指标： 25DB方向性 天线电压驻波比(VSWR)(实际)： 1.50 VSWR (-14.0 dB回波损耗) VSWR 测量范围： 1.33 to 1.70 VSWR (-16.9 to -11.7 dB回波损耗) VSWR 测量误差： -0.17 to +0.20 VSWR (-2.9 to +2.3 dB 回波损耗) 发射机正向功率(实际)：100.0 W 正向功率测量范围：97.8 to 102.3 W 正向功率测量误差：-2.2% to +2.3% W 天线反射功率(实际)：4.0 W 反射功率测量范围：2.1 to 6.6 W 反射功率测量误差：-48% to +64% W 例2：40dB方向性 功率计或天线监测仪指标： 40DB方向性 天线电压驻波比(VSWR)(实际)： 1.50 VSWR (-14.0 dB回波损耗) VSWR 测量范围： 1.47 to 1.53 VSWR (-14.4to -13.5 dB回波损耗) VSWR 测量误差： -0.03 to +0.03 VSWR (-0.4 to +0.5 dB 回波损耗) 发射机正向功率(实际)：100.0 W 正向功率测量范围：99.6 to 100.4 W 正向功率测量误差：-0.4% to +0.4% W 天线反射功率(实际)：4.0 W 反射功率测量范围：3.6 to 4.4 W 反射功率测量误差：-10% to +10% W 方向性 方向性是定向耦合器在一个发射系统中辨别入射波和反射波的能力的一个度量标准，或品质因数。定向耦合器的方向性取决于耦合电路中的电场分量和磁场分量。当这两个源产生的分量被平衡时方向性是最佳的。电、磁场分量的值取决于耦合板上的耦合电容、电感。 定向耦合器 定向耦合器是一种无源器件，它用于传输线功率取样，并且能够辨别入射波和反射波，定向耦合器可以测量正向和反射功率及电压驻波比和回波损耗。定向耦合器也是功率计，天线监测仪和分析仪的关键组成部分。 在图1和2中，双定向耦合器有一对主端口(也就是正向与反射)和一对耦合输出端口(同样也是正向与反射)。功率从入射主端口(P1)输入，会在正向耦合端(P3)产生一个功率取样，取样大小为主输入功率减去耦合度。当功率从主反射端口(P2)输入时，反射功率取样也将由反射耦合端(P4)产生。 耦合功率计算的基本公式如下： 耦合功率 =主功率/耦合功率比 耦合功率比 =10 (dB / 10) 例如，定向耦合器的主功率输入为100W，耦合因子为30 dB，则 耦合功率= 100 W / 10 (30 dB / 10) = 100 mW 因此，主入射端口(P1)100W的输入将在耦合入射端口(P3)产生一个100mW的输出。与此同时，主反射端口(P2)4W的输入将在耦合反射端口(P4)产生4mW的取样。注意，这些数据是基于假定耦合反射端口与主入射端口完全隔离，同时耦合入射端口与主反射端口理想隔离的情况的。

深入讨论定向耦合器的方向性

深入讨论定向耦合器的方向性
－ 方向性对功率、驻波比和回波损耗测量的影响
方向性在决定射频功率、电压驻波比和回波损耗测量精度方面扮演着重要的 角色。由于方向性产生的误差可能会严重影响基于测试结果所得出的结论。 本文就方向性的问题进行了深入的探讨。
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Application Note
AN-0802

深入讨论定向耦合器的方向性
前言：
在通过式功率测量中，定向耦合器的方向性在 决定射频功率、驻波比和回波损耗测量精度方面扮 演着重要的角色。由方向性产生的误差可能会严重 影响基于测试结果所得出的结论，本文就方向性的 问题进行了深入的探讨。 图 1 是一个用通过式功率计在线测量发射系统 的例子，表 1 则阐述了方向性对测量精度的影响。
图 1 驻波比的测量精度取决于功率计的方向性
表 1 定向耦合器方向性对测量精度的影响 项目 功率计的方向性
实际天线 VSWR VSWR 测量范围 VSWR 测量误差 实际发射机正向功率 正向功率测量范围 正向功率测量误差 实际天线反射功率 反射功率测量范围 反射功率测量误差
指标 25dB
1.50（回波损耗-14dB） 1.33 至 1.69 (回波损耗-16.9 至-11.8 dB) -0.17 至+0.19 (回波损耗-2.9 至+2.2 dB) 20.0 W 19.54 至 20.45 W -2.3% 至+2.25% W 0.8 W 0.41 至 1.31 W -48.3%至+64.1% W
40dB
1.50(回波损耗-14dB) 1.47 至 1.53(回波损耗-14.4 至-13.5 dB) -0.03 至+0.03(回波损耗-0.4 至+0.5 dB) 20.0 W 19.92 至 20.08 W -0.4% 至+0.4% W 0.8 W 0.72 至 0.88W -9.8%至+10.3% W
表 1 表明， 方向性为 25dB 的功率计或天线监 测仪的测量误差要比方向性为 40dB 时大得多， 这 种误差将影响判断天线是否符合指标， 同时也会在 监测天线时造成误报警。由于 VSWR 的测量误差 是正负偏差，所以可能在一切正常的情况下报警， 或者更糟糕的是在有问题的时候不报警！ 下面将会 讨论到具体的计算步骤， 用比较直接的形式得到这 些数据。 为了方便起见， 在本文的附录中附上了方 向性表，表中列出了给定 VSWR 及回波损耗对应 的误差范围。
1.
方向性 方向性是定向耦合器在一个发射系统中辨别
入射波和反射波的能力的一个度量标准或品质因 素。 定向耦合器的方向性取决于耦合电路中的电场 分量和磁场分量。 当这两个源产生的分量被平衡时 方向性是最佳的。 电、 磁场分量的值则取决于耦合 板上的耦合电容和电感。 2. 回顾定向耦合器 定向耦合器是一种无源器件， 用于传输线上功 率的取样， 并且能够辨别入射波和反射波。 定向耦
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