S-80725SL-AN-T1 耦合传输线的耦合器

发布时间:2020/2/26 21:35:37 访问次数:1116

S-80725SL-AN-T1射频源都需要设法监测和控制射频功率水平，同时又不能造成传输线和负载的损耗。此外，某些应用需要大功率发射器输出，因此设计人员需要设法监测输出信号，而非直接连接敏感仪器，以免受高信号电平影响导致损坏。

在较宽的频率范围内如何确定射频负载(如天线)的特性;在发射器处于广播状态时如何监测负载变化和驻波比，以防止大反射功率和放大器损坏等。

介绍了三种拓扑及 Anaren、M/A-Com 和 Analog Devices 推出的相关产品。

定向耦合器是一种测量设备，可接入信号发生器、矢量网络分析仪和发射器等射频源与负载之间的传输线，用于测量从射频源到负载的射频功率(正向分量)，以及从负载反射回射频源的功率(反射分量)。若测得正向和反射分量，即可计算总功率、负载的回波损耗和驻波比。

耦合器是对称设备，各端口连接可互换。对于三端口设备，反接输入和输出端口会使端口 3 成为隔离端口。在四端口设备中，反接输入和输出端口会使耦合和隔离端口互换。

定向耦合器设计可通过若干方式实现，其中三种最常见的拓扑分别是射频变压器、电阻桥和耦合传输线。基于射频变压器的拓扑使用两台射频变压器。其中，变压器 T1 用于检测输入和负载之间的主线电流。另一变压器 T2 用于检测主线的对地电压。耦合系数取决于变压器匝数比 N。

基于射频变压器的定向耦合器拓扑使用两台射频变压器来检测主线上的正向和反射分量。通过结合耦合线上每台变压器的感应电压，再将结果相加，即可对这类定向耦合器进行理论操作分析。Vin 是正向电压，VL 是反射电压。通过分析耦合线上两台变压器的电压，对基于变压器的耦合器进行分析。(图片来源：Digi-Key Electronics)上图中，为了计算耦合线上的耦合端口电压 (VF') 和隔离端口电压 (VR')，接入电流检测变压器，但移除了电压检测变压器。同样，下图中移除了电流检测变压器，在端口接入电压检测变压器，即可计算 VF" 和 VR"。耦合端口电压 VF 可通过 VF' 与 VF" 相加求得：

隔离端口电压等于反射电压除以变压器匝数比的负数。负号表示反射电压与正向电压 180° 异相。

基于耦合传输线的耦合器由同轴电缆或印刷电路传输线构成。该机制将两条或多条传输线(长度通常为波长的 1/4)紧密排列，从而使少量受控的信号功率从主线泄漏到一条或多条耦合线.

Anaren 的 11302-20 是典型的耦合传输线定向耦合器，频率范围为 190 至 400 MHz，可处理功率高达 100 W。该设备的标称耦合系数为 20 dB，插入损耗为 0.3 dB。封装采用表面贴装形式，尺寸为 16.51 x 12.19 x 3.58 mm，可用于监测中等功率发射器的功率水平和 VSWR 测量。这类耦合器的尺寸与频率范围有关，工作频率越低，长度越长。因此，常用于 UHF 和高频应用，对应的设备尺寸较小。