详解什么是定向耦合器

射频定向耦合器是常用的射频微波器件，可用于信号的分配和混合，实现功率的监测、传输和反射的扫频测试等。在微波通信系统中，将微波信号的功率按一定的比例进行分配，用于监测法师功率，输出频谱，测试发射机到天线端的反射功率，监测天馈系统的匹配情况，也可用于发射机的功率控制。

(一)基础知识点

定向耦合器是一种四端口无源器件，有一个输入端口，一个输出端口，一个耦合信号端口以及一个内部端接端口。定向耦合器用于将一条传输线中特定比例的传输功率通过另一个接口或端口进行耦合。从信号采样到信号生成和信号注入，定向耦合器可用于各种不同的射频应用。

定向耦合器的设计和制造存在许多与适配器一样的问题和限制。此外，定向耦合器还要求内置终端或正向/反向耦合信号路径，复杂度更高。耦合信号路径所承载的射频信号功率通常比主传输线路少数百、数千或数万倍，这种低功率电平允许使用额定低功率传输线。

即使是高功率波导定向耦合器，也可以将低功率同轴传输线用作耦合端口来代替波导耦合器，以减小尺寸，降低布线复杂度和系统成本。但对于混合耦合器或3dB 90°混合耦合器而言，情况就大为不同，它们主要是将信号的功率平均分配到两个相等的射频信号路径中。因此，这类耦合器需要匹配的信号路径才能处理同等的功率电平。

定向耦合器通常具有极低的插入损耗和反射。如果设计精度不高，则在高功率电平下，耦合方法会导致大量的插入损耗和反射。另一个要考虑的因素是耦合线路的负载。在低功率电平下，一个终端可能就已经足够，但是，在更高的功率电平下，任何失配或反射都可能导致大量功率反馈到主信号路径中。此外，定向耦合器的终端可能需要比其低功率同类终端具有更强的功率处理能力，具体取决于耦合强度。

定向耦合器是一种微波元件，其主要功能是将传输的微波功率按一定比例定向地耦合(分出)一部分功率。它通常具有一个主线(主传输线)，用于传输主信号，以及一个或多个耦合线(或端口)，用于提取或注入一部分信号功率。这种耦合是定向的，意味着功率在特定方向上被耦合，而在其他方向上被抑制。

定向耦合器在微波电路和系统中有多种应用，例如用于功率监测、信号源隔离、传输和反射测量等。它们还可以用于信号分配、组合或混合，以及在信号处理系统中实现各种功能。

定向耦合器可以通过各种微波传输线实现，如同轴线、波导、带状线或微带线等。其设计和制造需要考虑多种因素，包括工作频率、功率容量、耦合度要求以及尺寸和重量限制等。

(二)Pasternack

Pasternack定向耦合器属于无源器件，其用于在传输线中耦合一部分传输功率。定向耦合器的带宽、高指向性和大功率可以满足设计人员在要求高的应用场合的需求。射频定向耦合器通常使用两条并拢的传输线，以使通过一条传输线的能量可以耦合至另一条传输线，均符合RoHS 和 REACH规范。

Pasternack定向射频耦合器带N型或SMA连接器，其耦合值为6dB、10 dB、16 dB、20 dB、30 dB和35 dB。我们典型的大功率定向耦合器的额定功率的范围从25到70瓦，额定频率的范围从1GHz到8GHz。