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

功分器耦合器电桥原理与分析功分器(Power Divider)是一种用于将输入功率分配到多个输出端口的器件。
它在无线通信系统和微波电路中广泛应用,用于将信号平均分配到多个天线或传感器。
功分器有不同的结构和原理,其中最常见的有微带功分器、负载不平衡功分器和等分功分器。
微带功分器是一种常用的功分器结构。
它采用微带线作为传输介质,在微带线上设计一个特定的结构来实现功分作用。
微带功分器一般由三个端口组成,一个输入端口和两个输出端口。
输入信号通过微带线进入功分器,在功分器的特定结构中,信号被分配到两个输出端口。
微带功分器的原理基于微带线的电磁耦合效应,通过精确的线宽和间距设计来实现。
负载不平衡功分器是另一种常见的功分器结构。
它由两个变压器和一个负载组成。
输入信号通过其中一个变压器,经过变压器的轮流导通,被分配到不同的输出端口。
负载不平衡功分器的原理基于变压器工作原理,通过调整变压器参数和负载来实现功分作用。
等分功分器是一种特殊的功分器结构,它将输入功率均匀地分配到多个输出端口。
等分功分器的主要原理是基于相移和阻抗匹配。
输入信号经过功分器时,会根据设计的相位变化,将信号分配到不同的输出端口。
等分功分器的设计需要考虑相位平衡和阻抗匹配的问题。
对于功分器的分析,可以通过参数和性能指标来评估其性能。
常见的参数包括功分比、驻波比和插入损耗。
功分比表示功分器将输入功率平均分配到所有输出端口的能力,通常以分贝为单位表示。
驻波比表示功分器对输入信号的匹配情况,较低的驻波比表示较好的匹配性能。
插入损耗表示功分器将输入功率转移到输出端口时的损耗。
在功分器的设计过程中,需要考虑到频率响应、功率损耗和相位平衡等因素。
频率响应是指功分器在不同频率下的性能,通常以带宽和平坦度来表示。
功率损耗是指功分器在功率分配过程中的能量损失情况,通常以分贝为单位表示。
相位平衡是指功分器将输入信号平均分配到输出端口时的相位一致性,较好的相位平衡可以保证系统性能。
微波小狮妹的微波杂记(2)-你能分清功分耦合电桥这三兄弟吗?

微波小狮妹的微波杂记(2)-你能分清功分耦合电桥这三兄弟吗?Hi,大家好,又到了小狮妹“不喝雅哈咖啡也唠嗑”的时间了^^!在射频与微波领域我们常常会用到功分器,耦合器,3dB电桥这些无源器件。
这些器件都是三端口,或三端口以上的器件,它们比二端口器件使用稍微复杂一点,并且它们的功能也很容易混淆,大家能分清楚么?下面我介绍一下这三兄弟的功能与用法,方便大家以后使用哦,木木哒!先隆重登场的是“大师兄”——功分器:功分器全称功率分配器,英文名Power Divider,是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件;也可反过来将多路信号能量合成一路输出,此时可也称为合路器。
通俗的讲功分器就是把一路信号等分成多路信号,或者把多路信号合成一路信号(这种情况把功分器称为合路器)。
功分器由一个输入端,多个输出端构成,它的主要用途主要是功率分配和信号合成。
使用这种器件要注意:1. 功分器的分配损耗,分配的路数越多插损越大;2. 未使用的端口需接负载;3. 还要考虑输出端口之间的隔离度是否满足实际需求。
下面出场的是“二师兄”——定向耦合器: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,主要用于信号的隔离、分离和混合。
定向耦合器由输入端口,输出端口,耦合端口,隔离端口(出厂时已接好负载)构成,它也是一种功率分配器件。
如3dB耦合器的耦合端分配比例是50%,6dB耦合器的耦合端分配比例是25%,10dB 耦合器的耦合端分配比例是10%。
定向耦合器主要用于功率监测、源输出功率稳幅、功率合成、信号源隔离、反射系数测试等。
定向耦合器用于功率监测时要选用合适的耦合度;用于测量反射系数时要考虑耦合器的方向性足够大。
最后我们来详细介绍下“三师弟”——3dB电桥:3dB电桥是一种分路元件,属于四端口网络,在电路中起着功率分配及改变信号相位的作用;能将一个输入信号分为两个等幅且具有90°或180°相位差的信号。
功分器、耦合器

功分器基本工作原理:威尔金森功率分配器的功能是将输入信号等分或不等分的分配到各个输出端口,并保持相同输出相位。
环形器虽然有类似功能,但威尔金森功率分配器在应用上具有更宽的带宽,微带型功分器的电路如图9-1所示。
其中,输入端口特性阻抗为Z0;两端分支微带线电长度为1/4波长,特性阻抗分别为Z02和Z O3,终端分别接Z O2端口1Z O3功分器各个端口的特性如下:1、端口1无反射2、端口2和端口3输出电压相等且同相3、端口2、端口3输出功率比值为任意指定值1/K2因此,1/Z IN2 +1/Z IN3 =1/Z0;K2=P3 /P2 , P3 =1/2*U32/R3, P2=1/2*U22 /R2U3= U2在四分之一波长传输线阻抗变换理论的:Z IN2 *R2= Z O22Z IN3*R3= Z O32设R2=K* Z0,则Z O2,Z O3,R3 为:Z O2= Z0 exp(K(1+ K2 ))Z O3= Z0 exp(K(1+ K2 )/K3)R3= Z0 /K为了增加隔离度在端口2和端口3之间加一贴片电阻R,隔离电阻R的电阻值为R=Z0 (K+1/K)当K=1时,上面的结果化简为功率相等情况,还可以看出,输出线是与R2=KZ0和R3=Z0/K 匹配的,而不与阻抗Z0匹配。
定向耦合器工作原理LANGE耦合器结构如图9-26所示。
端口1的输入功率一部分直接传递给直通端口2,另外一部分耦合到耦合端口3.在理想的定向耦合器中,没有功率传递到隔离端口4,LANGE耦合器的直递端口2与耦合端口3之间有90度的相位差,可见LANGE耦合器是正交耦合器。
图中。
Z0为输入微带线的特性阻抗;W为微带线的宽带,S为微带线之间的间距;λ/4为工作带宽中心频点处的四分之一波长。
LANGE耦合器的耦合系数常用C表示,耦合系数C的参数有线宽比率W/H、缝隙宽度比率S/H、基板介电常数εr;导体厚度比率T/H和频率,这5个参数的微小偏差会导致耦合器奇偶模阻抗发生相应变化,从而在耦合线数目N固定的情况下使耦合系数C和特性阻抗Z0发生变化,缝隙宽带比率S/H、导体厚度比率T/H的偏差对耦合系数C又较大影响,而其余三个参数的偏差对于耦合的影响比较小,但对于特性阻抗Z0的影响是不可忽略的。
电桥耦合器和功分器的选择

电桥、耦合器和功分器的选择电桥、耦合器和功分器,这三类器件在射频电路中用来分配或者合成信号。
本文就三种器件的主要参数及它们之间的区别做一些描述。
三者的异同点:1、3dB电桥和功率器都有功率分配的作用,两路输出的幅度都相等。
电桥两路输出相位相差90或180度;而功分器两路输出不仅功率相等,相位也相同。
2、耦合器的耦合输出一般是6dB以上,且相位与主通道相位一致。
若耦合度为3dB,则耦合端输出和主通道输出幅度相等,相位相同,这时等效于功分器。
无源器件根据实现原理分为微带型和腔体型两类。
微带型利用1/4波长的微带线,腔体型利用谐振腔。
相对而言,微带型器件便宜但插入损耗达0.5dB,而腔体型贵一些但插入损耗只有0.1dB。
功分器是最常见的无源器件,用于将一路信号均分为多路信号,起着功率平均分配的作用,常见的有二功分、三功分、四功分。
功分器反向应用就成了合路器。
耦合器是将一路信号分为不等的两路信号。
耦合器有三个端子,分别为输入、直通和耦合端。
根据输入与耦合端的功率差,分为5dB、6dB、7dB、10dB、15dB等多种型号,也可以根据直通和耦合端的比例,分为1:1,2:1,4:1等多种型号。
3dB电桥是一种特殊的耦合器,有两个输入端,直通和耦合端的比例为1:1,因此输入与耦合端的功率差为3dB。
3dB电桥用于将基站的信号合路,从效果上看相当于合路+二功分。
合路器用于不同系统的信号合路,如GSM/PHS/WLAN/WCDMA等,因此可以理解为频率合路。
合路器中需要有滤波器。
功分器也可做合路器使用,例如二功分。
但是注意的是,二功分、3dB电桥与合路器在使用的过程中也有区别,比如从插损、功率、价格、隔离度等条件考虑使用。
1、二功分与3dB电桥:二功分与3dB的插损、隔离度差不多。
二功分做合路器使用插损3.4dB,隔离度25dB,驻波较大,两端口in,一端口out。
3DB桥插损是3.2,隔离度也是25,驻波一般。
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.3)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6dBl 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。
功分器耦合器电桥_原理与分析

功分器耦合器电桥_原理与分析一、功分器(Power Divider)功分器是一种被动器件,用于将输入功率平均分配到多个输出端口上,广泛应用于无线通信、雷达和微波器件等领域。
功分器的原理是基于二端口网络的设计,其中输入端口与输出端口之间具有固定的功率分配比例。
功分器的原理可以通过阻抗匹配和功率分配的方法实现。
常见的功分器有平分器和非平分器两种类型。
1.平分器(Equal Power Divider):平分器是将输入功率均匀分配到多个输出端口的功分器。
根据网络中的功率匹配特性,输入阻抗要等于输出阻抗的开方,即Z_in =Z_out/sqrt(n),其中n为输出端口的数量。
平分器可以采用传输线、微带线、同轴线等实现。
2.非平分器(Unequal Power Divider):非平分器是将输入功率按照不同比例分配到多个输出端口的功分器。
根据负载阻抗的不同,可以实现不同的功率分配比例。
非平分器常用于天线系统中,用于实现不同天线的功率平衡。
功分器在实际应用中需要考虑尽可能少的功率损耗、尽可能平衡的功率分配和良好的阻抗匹配等特性。
二、耦合器(Coupler)耦合器是一种被动器件,用于将信号从一个电路传递到另一个电路,常用于分配功率、耦合信号和测量功率等应用。
耦合器的原理是基于传输线的相互耦合。
1.固定耦合器:固定耦合器是将一部分信号从一个传输线传播到另一个传输线上的器件。
常见的固定耦合器有平行耦合器、串联耦合器和倍频耦合器等。
这些耦合器通过精确控制传输线之间的耦合长度和耦合系数来实现所需的耦合程度。
2.可变耦合器(Directional Coupler):可变耦合器是一种能够调整耦合程度的耦合器。
它由四个传输线组成,其中两个用于输入和输出信号,另外两个用于耦合信号。
可变耦合器通过改变耦合信号传输线之间的距离来实现不同的耦合程度。
耦合器在实际应用中需要考虑尽可能小的插入损耗、良好的信号隔离和适当的耦合程度等特性。
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6dBl 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。
功分器耦合器电桥双工器原理与分析
功分器耦合器电桥双工器原理与分析功分器原理与分析:功分器(Power Divider),也称功分耦合器,是一种用于将输入信号分配到多个输出端口的电路器件。
其基本原理是将输入的信号能量平均分配到各个输出端口上,实现功率的分配或组合。
功分器一般由一组耦合结构和天线结构组成,可分为平衡型功分器和不平衡型功分器两种。
平衡型功分器能够将输入的信号能量平均分配到各个输出端口上,而不平衡型功分器则有一定的不平衡度。
功分器的主要优点是能实现高功率的分配和组合,同时具有低插入损耗和高隔离度的特点。
它广泛应用于无线通信、雷达、广播电视等领域的信号分配和组合。
电桥原理与分析:电桥是一种测量电阻、电容或电感值的仪器。
其基本原理是通过在电路中建立一个平衡条件,进而测量电路中一些元件的未知值。
电桥一般由四个电阻组成,其中两个电阻位于一个电桥臂上,称为“已知电阻”,另外两个电阻位于另一个臂上,称为“未知电阻”。
电桥中还包括一个滑动电阻,用于调节电桥的平衡状态。
电桥的平衡状态取决于电桥四个臂上电阻的比例关系。
当电桥平衡时,通过电压表或电流表读数为零,此时可以通过调节滑动电阻来获得未知电阻的值。
电桥的主要应用领域是测量和校准电阻、电容和电感值。
它具有高精度、灵敏度高的特点,可以实现对电子元器件参数的精确测量。
双工器原理与分析:双工器(Duplexer)用于在同一频率上实现双向传输,即同时允许发送和接收信号。
双工器的基本原理是通过利用物理效应,在发送和接收频率之间建立一种隔离,使得发送和接收信号能够同时在同一频率上进行传输。
传统的双工器采用滤波器并结合耦合器的方式来实现发送和接收信号的隔离。
具体来说,发送和接收信号通过耦合器进入双工器,然后经过滤波器进行频率分离。
发送信号会被滤波器传输到发送端,而接收信号则会被滤波器传输到接收端。
双工器的主要优点是能够实现正向和反向信号的同时传输,提高了通信效率。
它广泛应用于无线通信系统中,如手机、卫星通信等领域。
室分常见器件介绍
四、衰减器
=30-24
=6dB
POUT_4 POUT_3 POUT_2 POUT_1
B. 插入损耗
该指标也称直通损耗,指的是信号功率通过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。插入损 耗是由于器件焊接、传输、连接所产生的损耗,由于不同厂商器 件设计及工艺差异造成该值存在一定差距。
四、电桥
(一)、概念 电桥是四端口网络,有两个输入和输出端口,输入端口之间和输出
端口之间均存在相互隔离。 电桥可以将两路信号合成一路信号,也可以将一路信号分成大小相
同的两路信号。因电桥可以合成同频信号,所以也叫同频合路器。电桥 的输入输出是相互对称的。 注:这里的电桥指无源3dB电桥。
(二)、主要技术指标 1、频带宽度
室分常见器件介绍
一、概 述 二、功分器 三、耦合器 四、电 桥 五、衰减器 六、负 载 七、干放
目录
一、概 述
在通信设备和信号覆盖中都会用到一些 无源器件,用于信号的分配、合成以及提取 等。
常见的有功分器、耦合器、电桥、衰减 器、负载、滤波器等。本文主要对这些常见 的无源器件做简单介绍。
二、功分器
(一)、概念 功分器全称功率分配器,是一种将一路输入信号分成两路或多路,输
出相等或不相等能量的器件,也可反过来将多路信号合成一路输出,此 时可也称为合路器。
1. 功分器的分类
A. 按结构划分 ① 微带功分器 ② 腔体功分器 B. 按分支数 ① 二功分器 ② 三功分器 ③ 四功分器
2. 功分器的主要技术指标
1. 耦合器的分类
A. 按结构划分 ① 微带耦合器 ② 腔体耦合器
B. 按耦合度划分 6dB 、10dB 、 15dB 、 20dB、 25dB 、 30dB 、 40dB C. 按是否具有方向性
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a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勺信号,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=1000十3= 333.33毫瓦,将333.33毫瓦转换成dBm=10lg333.33=25.2dBm,那么理想分配损耗二输入信号—输出功率= 30-25.2=4.8dB,同样可以算出2功分是3dB, 4功分是6dBl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,插损二实际损耗—理论分配损耗二5.3dB-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。
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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
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。
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)
耦合器和三功分器图示
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。
l 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,腔体耦合器的方向
性一般为:1700~2200MHz时:17~19dB,824~960MHz时:18~22dB。
计算方法:方向性=隔离度-耦合度
例如6dB的隔离度是38dB,耦合度实测是
6.5dB,则方向性=隔离度-耦合度=38-6.5=31.5dB。
l 插入损耗:指的是信号功率经过耦合器至输出端出来的信号功率减小的值再减去分配损耗的值所得的数值。
一般插损对于微带耦合器则根据耦合
度不同而不同,一般为:10dB以下的:0.35~0.5dB,10dB以上的:
0.2~0.5dB。
计算方法:由于实际上耦合器的内导体是有损耗的,如上图所示以6dB耦合器为例,在实际测试中假设输入A是:30dBm,耦合度实测是:6.5dB,
输出端的理想值是28.349dBm(根据实测的输入信号,和耦合度可以计
算得出),再实测输出端的信号,假设是27.849dBm,那么插损=理论输
出功率-实测输出功率=28.349-27.849=0.5dB;
l 输入/输出驻波比:指的是输入/输出端口的匹配情况,各端口要求则一般为:1.2~1.4;
l 功率容限:指的是可以在此耦合器上长期(不损坏的)通过的最大工作功率容限,一般微带耦合器为:30~70W平均功率,腔体的则为:100~200W
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耦合度的最大值和最小值之间的差值,微带一般为:0.5~0.2dB。
腔体:由于耦合度是一条曲线,所以没有
此要求。
耦合损耗:理想的耦合器输入信号为A,耦合一部分到B,则输出端口C必定就要有所减少。
耦合器和功分器均为无源器件,在工作中不使用电源(即不消耗能源),没有功率补充,因为能量是守恒的,输入信号与多个输出信号之和相等(不计插入损耗)。
计算方法是:首先将所以端口的“dBm”功率转换成“毫瓦”为单位表示,比如A输入端的功率原来是30dBm,转换成“毫瓦”是1000毫瓦,而耦合端的输出是
25.5dBm(先假设用的是6dB耦合器,并且6dB耦合器实际耦合度是6.5dB),将25.5dBm转换成毫瓦是:316.23毫瓦。
再假设此耦合器没有其它损耗,那么剩下的功率应该是1000-316.23=683.77毫瓦,全部由输出端输出。
将683.77毫瓦转换成“dBm”=28.349, 那么此耦合器的耦合损耗就等于输入端的功率(dBm)-输出端的功率(dBm)=30dBm-28.349dBm=1.651dB,这个值指的是耦合器没有额外损耗(器件损耗)的情况下的耦合损耗。
微带耦合器平坦度: 10dB以下一般为0.5dB,10~20dB一般为1.5dB,20~30一般为2.0dB
腔体耦合器的平坦度:由于腔体耦合器的耦合度是一条类似于抛物线的曲
线,所以平坦度非常差.实际使用中表示起来比较困难可以参考下表:
3合路器和电桥
1)作用:合路器的主要作用是将几路信号合成起来.
双频合路器照片电桥照片
2)种类:合路器分为双频合路器和电桥合路器2种。
双频合路器分为
GSM/CDMA两网合路器和GSM/DCS两网合路器。
3)工作机理说明:双频合路器的工作原理类似于双工器,但要求被合成的信号不在同一频段范围内,比如G网和C网,G网和D网,有C网和D网之间的合路均可以才用双工合路器,而且双频合路器具有插损低(有的只有零点几dB)隔离度大(大于70~90dB) 等特点。
由于C网二次谐波落在D网内,因此,C 网和D网的隔离度比其他种类的小约10 dB。
当被合路的信号在同一频段内是就只能采用电桥合路器了.电桥合路器有合路损耗,比如2合1有3dB的合路损耗,而且电桥合路器的隔离度远远低于双工合路器,一般只有20dB左右。