[发明专利]一种改善定向耦合器性能指标的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善定向耦合器性能指标的方法，属于微波器件应用领域。

背景技术

定向耦合器是一种用途十分广泛的微波器件，在各类微波电路，通讯系统，雷达系统，测量系统中都是不可缺少的重要部分，定向耦合器种类繁多，有各种各样的结构形式，设计方法原理也各不相同。常见的定向耦合器一般是四端口元件，一个输入端口和三个输出端口，输出端口有直通端口、耦合端口和隔离端口。

定向耦合器输入功率为P。在理想的耦合器中，没有功率传输到端口4(隔离端口)，传输系数S₁₄＝0。提供给端口1(输入端口)的功率耦合到端口3(耦合端口)，耦合因数|S₁₃|²＝β²，而其余的输入功率传送到端口2(直通端口)。

定向耦合器的指标通常用耦合度(C)、方向性(D)和隔离度(I)等几个参量来表征。

耦合度：C=10lgP1P3=-20lgβ---(dB)]]>

方向性：D=10lgP3P4=20lgβ|S14|---(dB)]]>

隔离度：I=10lgP1P4=-20lg|S14|---(dB)]]>

耦合度代表输出到耦合端口的功率与输入功率的比值，方向性如同隔离度一样，是耦合器隔离前向波和反向波能力的量度。这些量之间的关系为：

I＝D+C(dB)

理想的耦合器有无限大的方向性和隔离度。

定向耦合器的方向性是耦合器分离前向和反向波分量能力的量度。所以，在定向耦合器的应用中通常需要高的方向性。差的方向性将限制定向耦合器的精度，甚至在直通传输线上存在小的失配时，也能引起耦合功率电平的改变。当直通端口存在失配时，将会有一个反射波反向输入到直通端口(2)，然后通过定向耦合器耦合到耦合端口(3)，造成耦合端口输出的功率改变。同时如果耦合端口之后所接电路存在失配，其反射波也会输入到耦合端口然后通过定向耦合器耦合到输入端口然后再反射回来对直通和耦合端口造成影响。另一方面定向耦合器在使用中其隔离端口总是加一个匹配负载以吸收传输到隔离端口的功率，如果定向耦合器的隔离度较差(宽带时尤其如此)加上匹配负载的驻波较大，能量就会从负载反射回来进入定向耦合器再传输到其他各个端口。