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                        6项注意!让定向耦合器避免故障

                        嘉兆科技深圳有限公司2019年5月24日 11:05 点击:88


                         定向耦合器是一种极具使用价值的无源射频器件,其可从主传输路径中提取一小部分能量,并将其导向至一个或多个耦合端口。由于耦合端口与主传输路径之间具有高隔离度时较为有利,因此定向耦合器端口间的隔离度通常较高。当下,定向耦合器主要分为两种类型:一、具备一个耦合端口和一个端接端口的标准定向耦合器?#27426;?#20855;备正向和反向耦合端口的双定向耦合器。其中,双定向耦合器还可根据耦合端口的种类,如耦合至正向端口或者耦合至反向端口,划分为正向耦合器和反向耦合器。

                        定向耦合器1.jpg

                        PE2202-20

                        定向器耦合器,2 - 4 GHz,20 dB,50瓦,SMA


                        定向耦合器2.jpg

                        PE2223-20

                        双定向器耦合器,8 - 16 GHz,20 dB,50瓦,SMA


                               需要注意的重要一点是,定向耦合器所提供的耦合量对主传输路径插入损耗的理论最小值具有直接影响。端口的耦合量越小,插入损耗越低。一般情况下,采用精密内部匹配端接方式的三端口定向耦合器的定向性高于采用外部端接方式的四端口定向耦合器。


                         耦合端口的额定功率水平低于主传输路径的额定功率水平,当主传输路径功率与耦合强度的差值超出耦合端口的功率处理能力时,就可能发生故障!


                               另一个需要考虑的因素,在于定向耦合器端接端口的端接类型。如果端接电阻设置为与传输线路的固有阻抗(通常为50欧姆)相等,该端接端口处的能量能以极小的反射量被吸收。?#27426;?#24403;端接端口处短路或开路,或者与传输线路的特性阻抗不匹配时,该端口处的能量将被反射回主传输路径。


                         此外,当端接端口的功率超出端接器的功率限制,也可能会发生故障。这一情况在已匹配的端接端口失效并变为反射负载时,会变得更为糟糕,其将导致主传输路径内产生破坏性的功率水平!


                               在定向耦合器的使用中,还有一点必须提及:90度或180度电桥也通常被称为“耦合器(HybridCoupler)?#20445;?#24182;且这些器件的物理设计与定向耦合器看起来非常相似,但?#23548;?#19978;,其工作方式与定向耦合器有本质不同。


                         由于此类器件可在输出和耦合端口之间进行功率分配(3dB分配),因此当其被误认为耦合系数极低的定向耦合器时,有可能造成损坏!


                        定向耦合器3.jpg


                        PE2058

                        90度电桥,2 - 8 GHz,30瓦,SMA


                               定向耦合器通常用于测试测量应用。此间一例为通过采用双定向耦合器的方式,或通过以定向耦合器实施多项测试的方式,测量传输线路的输入功率和反射功率。这在除去耦合器本身的损耗之后,可作为电压驻波比的一种度量。其他用途还包括信号采样、信号注入以及功率通量监测。


                         在这当中,为了实现最佳的准确度,用户还须考虑定向耦合器本身的损耗。


                               当实施精确测量时,需要根据定向耦合器的质量考虑端口之间的隔离?#21462;?#26080;论如何耦合,耦合器端口之间通常存在一定程度的泄露。这一泄露量称为隔离度,用于衡量耦合器设计的防泄漏能力。


                         定向耦合器的定向性为隔离度与耦合系数之比,是耦合器的一个常见性能指标。

                        定向耦合器4.jpg

                        PE2CP1006

                        精密双定向器耦合器,1000 MHz,50 dB,1000瓦,SC


                               大多数定向耦合器因端口直流接地而不允许直流电流通过,只?#24515;?#20123;定向耦合器可允许直流电流通过。对于允许直流电流通过的定向耦合器而言,重要的一点是,须将电流保持于额定值以下,以防电阻性损耗导?#36335;?#28909;或影响端?#26377;?#33021;。


                         为了满足目标性能,双定向耦合器(或称双向耦合器)的所有端口均须接地,并且接地质量和连接负载须与定向耦合器的端口阻抗匹配。


                               与大多数射频/微波器件一样,器件参数?#38750;?#20540;在不同频率下并不保持绝对一致。耦合系数、插入损耗、定向性、隔离度等通常均为频?#23460;?#23376;。当进行高灵敏度测量时,各因子以及所有制造公差均须考虑在内。此外,定向耦合器还具有工作带宽这一参数。在设计时,需要在以上所提及的各参数之间进行权衡折衷,因此耦合器的最优设计最终取决于其应用。

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                        原文链接:http://www.tnm-corad.com.cn/news/Show-5717.html


                        (来源: 嘉兆科技深圳有限公司


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