射频易商城 - 功率器和定向耦合器及分配器和耦合器的基本特性
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功率分配器(简称功分器)和定向耦合器是无源微波器件,用于功率分配或功率组合,如图 7. I 所示 。在功率分配中,一个输入信号被耦合器分成两个(或多个)较小的功率信号。耦合器可以是如图所示的有耗或无耗三端口器件,或者是四端口器件。三端口网络采用 T 型结和其他功分器形式,而四端口网络采用 定向耦合器和混合网络形式 。功分器经常是等分 (3 dB) 形式 ,但也有不相等的功分比。定向耦合器可以设计为任意功率分配比,而混合结一般是等功率分配。混合结在输出端口之间有 90("" 正交)或 180("" 魔 T)相移。
在 20 世纪 40 年代 ,MIT 辐射实验室( Radiation Laboratory) 发明和塑造了种类繁多的波导型耦合器和功分器。它们包括 E 和H 平面波导 T 型结、倍兹孔耦合器、多孔定向耦合器、Schwinger 耦合器、波导魔T 和使用同轴探针的各种类型的耦合器。在 20 世纪 50 年代中期到 60 年代,又发明了多种采用带状线或微带技术的耦合器。平面型传输线应用的增加,也导致了新型耦合器和功分群的开发,诸如Wilkinson 分配器、分支线混合网络和耦合线定向耦合器 。我们先讨论三端口和四端口网络的一些通用特性,然后对一些常用类型的分配器、耦合器和混合网络进行分析和设计。
7.1 分配器和耦合器的基本特性
在这一节中,我们将采用4.3 节介绍的散射矩阵理论推导出 三端口和四端口网络的基本 特性。我们还将定义隔离度、耦合度和方向性这些术语,它们都是表征耦合器和混合网络的有用的量。
7.1.1 三端口网络(T 型结)
功分器最简单的类型是T 型结,它是有一个输入和两个输出CD的 三端口网络。任意三端口网络的散射矩阵有九个独立的矩阵元:
若所有端口是匹配的,则有 S;; = 0 ,并且若网 络是互易 的,则散射矩阵式 (7. 1)可简化为
`
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