定向耦合器是什么

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。

图一：定向耦合器

定向耦合器的构成

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。

定向耦合器工作原理

主线中传输的功率通过多种途径耦合到副线,并互相干涉而在副线中只沿一个方向传输。

图二： 定向耦合器工作原理

图二为矩形波导定向耦合器的三种典型耦合结构。a是相距1/4导波长的双孔耦合;b是间距和长度都等于1/4导波长的双串联分支线耦合；c是在裂缝区域内TE定向耦合器和TE定向耦合器两种传播模式的连续耦合。以a和b两种结构为例，从端口①输入的信号分两路耦合到副线后，朝端口④方向因行程相等而同相叠加，有输出；朝③方向则行程相差1/2导波长而反相抵消，被隔离而无输出。

定向耦合器的性能指标

定向耦合器是四端口网络, 端口“①”为输入端, 端口“②”为直通输出端, 端口“③”为耦合输出端, 端口“④”为隔离端, 并设其散射矩阵为［S］。描述定向耦合器的性能指标有: 耦合度、隔离度、 定向度、输入驻波比和工作带宽。下面分别加以介绍。
1.隔离度：输入端“①”的输入功率P1和隔离端“④”的输出功率P4之比定义为隔离度，记作I。
2.定向度：耦合端“③”的输出功率P3与隔离端“④”的输出功率P4之比定义为定向度，记作D。
3.输入驻波比：端口“②、 ③、 ④”都接匹配负载时的输入端口“①”的驻波比定义为输入驻波比，记作ρ。
4.工作带宽：工作带宽是指定向耦合器的上述C、 I、 D、 ρ等参数均满足要求时的工作频率范围。