無源器件-定向耦合器的特性及技術(shù)指標(biāo)課件

微波測(cè)量技術(shù)及儀器

定向耦合器上一次課復(fù)習(xí)功率分配器的技術(shù)指標(biāo)，通常包括：工作頻帶、分配損耗、幅度平衡度、插入損耗、帶內(nèi)波動(dòng)、隔離度、輸入/輸出駐波比等。頻帶寬度頻帶寬度是指功分器的工作頻帶，在此頻帶內(nèi)功分器的所有指標(biāo)均能達(dá)到給出的指標(biāo)要求，例如在移動(dòng)通信系統(tǒng)，若滿足GSM、CDMA、DCS、PHS、W-LAN和3G系統(tǒng)，應(yīng)滿足800~1000MHz，1710~2500MHz頻帶工作。分配損耗（A）因?yàn)楣Ψ制魇且环N將一路輸入信號(hào)能量分成多路能量的器件，所以，一定存在固定的分配損耗。功分器（N）二功分器三功分器四功分器八功分器分配損耗（A）上一次課復(fù)習(xí)插入損耗I定義為單路的實(shí)際直通損耗減去理想的分配損耗。

幅度平衡度Ab幅度平衡度是指頻帶內(nèi)功分器所有輸出端口之間的幅度誤差的最大值。對(duì)于常用的二功分器、三功分器、四功分器，幅度平衡度指標(biāo)要求小于0.3dB。在移動(dòng)通信系統(tǒng)里應(yīng)用的功分器，其隔離度D的指標(biāo)大于20~30dB。幅頻特性幅頻特性又稱為帶內(nèi)波動(dòng)。在功分器的工作頻帶內(nèi)，不同頻率的總損耗會(huì)有所差異，幅頻特性是指在指定工作頻帶內(nèi)總損耗隨頻率變化的程度，一般用指定頻帶內(nèi)最大損耗和最小損耗的差值表示，單位為dBp-p/工作帶寬。隔離度D定義為當(dāng)輸入端口接匹配負(fù)載時(shí)，各分配支路之間的衰減量。定向耦合器定向耦合器的種類和應(yīng)用定向耦合器的種類按傳輸線的類型來分類：波導(dǎo)型、同軸線型、帶狀與微帶線型等。按耦合方式分類：分支線耦合、平行線耦合、小孔耦合等。按耦合輸出的相位分類：90°定向耦合器、180°定向耦合器等。按耦合輸出的方向分類：同相定向耦合器與反向定向耦合器等。2.應(yīng)用利用定向耦合器可以獲得一部分能量，可用于監(jiān)測(cè)功率、頻率和頻譜。在雷達(dá)系統(tǒng)里的應(yīng)用，有線電視系統(tǒng)里的應(yīng)用，基站系統(tǒng)里的應(yīng)用等等；利用定向耦合器組成反射計(jì)，可測(cè)量插入衰減、回波損耗、駐波比等。在移動(dòng)通信系統(tǒng)里，尤其是室內(nèi)分布系統(tǒng)，采用大量的定向耦合器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信號(hào)覆蓋。在微波測(cè)量功率時(shí)，利用定向耦合器擴(kuò)大測(cè)量功率范圍，作用類似于衰減器。定向耦合器定向耦合器的技術(shù)指標(biāo)1.耦合度C由于，，代入上式可得耦合度C與S參數(shù)的關(guān)系為：2.耦合（分配）損耗由于定向耦合器輸入信號(hào)的一定能量傳輸?shù)今詈隙硕鹬骶€輸出功率的減小，它等于主線插入損耗的最小理論值，稱為耦合損耗或分配損耗。分配損耗的大小與耦合度的關(guān)系，見下表：耦合度/dB356710152030耦合損耗/dB31.651.260.970.460.140.040.004定向耦合器定向耦合器的基本原理iCiCi0iLiC-iLIc+iLλg/41234靠近輸入口1的口3為耦合口，口4為隔離口定向耦合器7.帶內(nèi)波動(dòng)帶內(nèi)波動(dòng)又稱為幅頻特性。在功分器的工作頻帶內(nèi)，不同頻率的總損耗會(huì)有所差異，幅頻特性是指在指定工作頻帶內(nèi)總損耗隨頻率變化的程度，一般用指定頻帶內(nèi)最大損耗和最小損耗的差值表示，單位為dBp-p/工作帶寬。測(cè)試方法：點(diǎn)頻法掃頻法工程上要求在工作頻帶內(nèi)，帶內(nèi)波動(dòng)小于0.3dBp-p/工作帶寬.定向耦合器定向耦合器的實(shí)例指標(biāo)頻率范圍806~1000MHz、1710~2500MHz耦合度(dB)610152030功率容限(W)＞20分配損耗(dB)1.260.460.140.040.004耦合度波動(dòng)范圍(dB)60.8100.8151.0201.0301.5插入損耗(dB)≤0.25回波損耗(dB)≥20（所有端口）方向性(dB)≥20互調(diào)＜-140dBc（+43dBm×2）阻抗(Ω)50移動(dòng)通信系統(tǒng)中微帶耦合器的技術(shù)指標(biāo)定向耦合器定向耦合器的實(shí)例指標(biāo)頻率范圍806-1000MHz、1710-2500MHz耦合度(dB)6dB10dB15dB20dB30dB功率容限(W)＞50分配損耗(dB)1.260.4540.1540.0450.004耦合度波動(dòng)范圍(dB)60.8100.8151.0201.0301.5插入損耗(dB)≤0.15回波損耗(dB)≥20（所有端口）方向性(dB)≥20互調(diào)＜-140dBc（+43dBm×2）阻抗(Ω)50移動(dòng)通信系統(tǒng)中腔體耦合器的技術(shù)指標(biāo)定向耦合器回波損耗（駐波比）回波損耗是負(fù)載的匹配特性，回波損耗定義為當(dāng)信號(hào)通過端口時(shí)，入射信號(hào)與反射信號(hào)之比，一般用dB表示?；夭〒p耗（dB）=10Log（Pin/Pr）=Pin(dBm)-Pr(dBm)定向耦合器回波損耗（Lr）、反射系數(shù)（ρ）、駐波比（VSWR）之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如下：Lr=20Log（1/ρ）或ρ=1/10Lr/20VSWR=（1+ρ）/（1-ρ）或ρ=（VSWR-1）/（VSWR+1）回波損耗（Lr）、反射系數(shù)（ρ）、駐波比（VSWR）之間關(guān)系表如下表，一般當(dāng)回波損耗大于20dB（駐波比小于1.2）為良好匹配，回波損耗大于14dB（駐波比小于1.5）時(shí)為工程可以接受的匹配。定向耦合器回波損耗（Lr）電壓反射系數(shù)（ρ）駐波比（VSWR）100.321.92110.281.78120.251.67130.221.58140.201.50150.181.43160.161.38170.141.33180.131.29190.111.25200.101.22回波損耗、反射系數(shù)、駐波比三者的關(guān)系定向耦合器定向耦合器的應(yīng)用實(shí)例——測(cè)量功分器各個(gè)的端口駐波比定向耦合器定向耦合器的應(yīng)用實(shí)例——測(cè)量耦合器各個(gè)的端口駐波比