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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。
举例说明定向耦合器的用途定向耦合器是一种用于将电磁波能量从一个波导传输线耦合到另一个波导传输线的无源无源器件。
它的主要功能是在不同的波导或微带线之间传输无线电频率能量，并保持较高的磁场或电场强度。
定向耦合器广泛应用于无线通信系统、微波测量仪器、雷达设备等领域，用于传输和分配射频信号。
以下是几个定向耦合器的常见应用示例：1.无线通信系统：在无线通信系统中，定向耦合器用于将天线发送的无线电频率信号耦合到接收器中。
它可以确保高效的信号传输，并且在信号传输过程中最小化功率损耗。
定向耦合器还可以用于分配功率到多个天线，实现无线通信的覆盖范围扩展。
2.微波测量仪器：在微波测量仪器中，定向耦合器用于将微波信号从测试设备传输到被测试设备中，并从被测试设备中接收反射信号。
定向耦合器允许测量设备与被测设备之间进行双向通信，以实现高精度的测量和分析。
3.雷达系统：在雷达系统中，定向耦合器用于引导射频能量到天线阵列中的每个天线。
它能够确保雷达系统能够收到来自不同角度和方向的信号，并将其聚焦在目标上。
定向耦合器还可以用于将雷达信号分配到不同的接收器中进行信号处理和分析。
4.通信基站：在通信基站中，定向耦合器用于将基站发送的无线信号耦合到天线根面上。
这些天线将信号广播到周围的地区，实现无线通信。
定向耦合器的使用可以有效地控制信号的传输和分配，以及最大限度地减少信号衰减。
5.太阳能系统：在太阳能系统中，定向耦合器用于将太阳能电池板收集到的能量传输到电池储存系统中。
定向耦合器可以最大限度地增加太阳能电池板收集到的能量，并将其有效地转化为可用的电力。
总的来说，定向耦合器用途广泛，可以在各种领域中实现高效、稳定的无线电能量传输和分配。
它在无线通信、测量仪器、雷达系统、基站和可再生能源等领域发挥着重要作用，并促进了现代通信和电力技术的发展。
定向耦合器的研究分析定向耦合器的研究——⼏种微带定向耦合器结构与分析摘要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。
现在国内外研究定向耦合器都向体积⼩、功率容量⼤、频带宽、插⼊损耗⼩，有良好的驻波⽐和⽅向性等发展。
如今已研制出的⾼性能的耦合器，如中国电⼦科技集团公司第四⼗⼀研究所研制的耦合器，频率范围可从30kHz达到110GHz，耦合度也有3dB、10dB、20dB 各种型号，且它的功率有的可以达到10KW，例如AV70606耦合器，它在保证⽅向性⼤于30dB的情况下，功率就可达到10KW。
甚⾄有些公司在耦合度控制在10dB的情况下，它的回波损耗可以低于-50到-60dB，甚⾄更低。
然⽽在某些特性场合，对耦合器的要求也是越来越⾼，因⽽更加优良的耦合器也有待我们去研究。
关键词: 传输线；微带线；定向耦合器；耦合度；奇模；偶模1引⾔在⼀些电桥及平衡混频器等元件中，常⽤到分⽀线定向祸合器分⽀线电桥或定向藕合器由两根平⾏传输线所组成，通过⼀些分⽀线实现拐合它们在中⼼频率上分⽀线的长度及其间的间隔全都是四分之⼀波长。
由于徽带线分⽀定向祸合器在结构和加⼯制造⽅⾯都⽐波导和同轴线简便得多，因此在徽带电路，分⽀线电桥和定向祸合器得到了较多的应⽤。
随着定向耦合器技术的发展，它应⽤到了更多更⼴泛的领域当中去，例如相控阵雷达等，越来越多的⼈开始关注这项技术，这更使定向耦合器得到了长⾜发展，随着时间的推移它在电⼦技术领域占到了越来越重要的地位。
2 微带定向耦合器的种类微带定向耦合器的种类有很多，例如：平⾏耦合微带线定向耦合器、微波3dB 微带双分⽀定向耦合器、宽带微带定向耦合器等。
2.1 平⾏耦合微带线定向耦合器图12所⽰，是平⾏耦合微带线定向耦合器的⽰意图。
当①端⼝信号激励时，③端⼝为隔离端⽆输出、⽽耦合端⼝②及直通端⼝④有输出。
微带线耦合器作用微带线耦合器是一种常见的电子器件，用于实现微带线之间的能量传输和信号耦合。
它在微波和射频系统中发挥着重要的作用。
本文将介绍微带线耦合器的工作原理和应用。
微带线耦合器是一种通过微带线结构实现能量耦合的器件。
它通常由微带线和耦合结构组成。
微带线是一种在印刷电路板（PCB）上制作的导线，具有宽度和长度的特定尺寸。
耦合结构用于将能量从一个微带线传输到另一个微带线。
微带线耦合器的工作原理是基于微带线上的电磁场耦合效应。
当电磁波在微带线上传播时，会在微带线附近产生电磁场。
这个电磁场会与相邻的微带线产生耦合作用，从而实现能量传输和信号耦合。
微带线耦合器有多种类型，包括微带线耦合带通滤波器、微带线耦合陷波滤波器和微带线耦合功分器等。
这些耦合器可以实现不同的功能，如频率选择、频率滤波和功率分配。
微带线耦合器的应用非常广泛。
它在微波通信、雷达系统和卫星通信等领域中得到了广泛的应用。
在微波通信中，微带线耦合器可以用于实现信号的耦合和分配，从而实现多通道通信。
在雷达系统中，微带线耦合器可以用于实现频率滤波和功率分配，提高雷达的性能。
在卫星通信中，微带线耦合器可以用于实现信号的耦合和频率选择，提高通信的质量和可靠性。
微带线耦合器具有很多优点。
首先，它的制造成本较低，可以通过标准的印刷电路板制造工艺来实现。
其次，微带线耦合器的尺寸较小，可以实现集成化设计。
此外，微带线耦合器具有较好的频率响应和耦合特性，能够实现高性能的信号传输和耦合。
然而，微带线耦合器也存在一些局限性。
首先，微带线耦合器的带宽有限，不能实现宽频带的耦合。
其次，微带线耦合器的耦合特性受到微带线尺寸和材料特性的影响，需要进行精确的设计和制造。
总结起来，微带线耦合器是一种常见的微波和射频器件，用于实现微带线之间的能量传输和信号耦合。
它具有广泛的应用领域，如微波通信、雷达系统和卫星通信等。
微带线耦合器具有制造成本低、尺寸小和频率响应好的优点，但也存在带宽有限和受尺寸和材料影响的局限性。
设计仿真微带线分支线定向耦合器一、设计要求:设计3dB微带分支定向耦合器已知条件：微带线介质基片厚度h二0・5俪，er = 4.20 指标要求：1）通带：50MHz2）耦合度：3dB3）中心频率:1.8GHz4）输入输出阻抗：50Q二、理论分析:2.1结构分析在一些电桥电路及平衡混频器等元件中，常用到分支线定向耦合器，微带二分支定向耦合器如下图所示，图中的字母G、H和数字1是各线段特性导纳的归一化值（对50欧姆阻抗对应的导纳值归一化），因各端口的导纳值相同，所以又称为等阻二分支定向耦合器。
Z ---------- Ag/4 ------------- ►）H (Zb)当功率由（1）臂输入时，（2）、（3）两臂有输出；理想情况下，（4）臂无功率输出，故（4）臂是隔离臂，（2）、（3）两臂的输出可按一定的比例分配，若（2）、（3）两臂的输出功率相同，都等于输入功率的一半，则成为3dB定向耦合器或3dB分支电桥。
利用奇偶模分析法，将上述电路在中心线A-A1处切开，此时可将两条线（1）—（2）及（3） - （4）从A-A1面分开来考虑，这样将四端口网络转换为二端口网络，上下是对称的。
所以利用各端口理想的匹配及（1）、（4）端口之间理想的隔离条件，得岀下列公式：其中C 称为定向耦合器的耦合度，111、112、U3分别为（1） 口输入电压和（2）、 （3） 口输岀电压，可见（2） 口和（3） 口的输出电压相位差90度，对与3dB 定向耦合器（C = 3dB ）代入上式得： 1 1G = \,H =y/2 ^a =~ = = 5OC2.2主要技术指标乙=# == 35.3。
含量定向耦合器性能的主要技术指标有耦合度、定向性、隔离度、输入电压 驻波比和频带宽度。
（1）耦合度C当端口 1接信号源，端口 2、3、4均接匹配负载时，端口 1的输入功率 pl 与端口 2的输岀功率p2之比的分贝数为该定向耦合器的耦合度C,则（2）方向性系数D端口 2的输出功率p2与端口 3的输出功率p3之比的分贝为定向耦合器 的方向性系数D,则（3） 隔离度I端口 1的输入功率pl 与端口 2的输出功率p3之比的分贝数为该定向耦 合器的隔离度I,则（4） 输入电压驻波比指定向耦合器直通端口 4、反向耦合端口 2、隔离端口 3都匹配负载时，在输入端口1测量到的驻波系数。
