无源器件基础知识

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1、无源器件基础知钦1・功率分配器功率分配器的任务是把射频功率按一定比例分成两路或多路。通常采用的功率分配器是T型接头或T型接头的变形，其类型有波导型、同轴线型、带状线型或微带线型等。图1・1是典型的微带三端口功率分配器。图1.1三端口功率分配器当信号从端口1输入时，功率从端口2和端口3输出，只要设计恰当，两输出可按一定比例分配，并保持同相，隔离电阻R中没有电流，不吸收功率。若端口2或端口3稍有失配,则有功率反射冋来，被电阻R吸收，从而保证两输出端有良好的隔离，并改善输出的匹配。功率分配器的主要技术指标要求是：功率分配比、工作频带、两

2、输出端的隔离度，输入电压驻波比，功率容量等。2.定向耦合器⑴分类定向耦合器的类型很多，按其耦合输出方向分类，有同向定向耦合器（图2.1-a）和反向定向耦合器（图2.1-b）o图2.1同向和反向定向耦合器按其传输线类型分类，可分为波导定向耦合器、同轴线定向耦合器、带状线或微带线定向耦合器等。常用传输线类型如图2.2所示。按其耦合强弱分类，可分为强耦合定向耦合器和弱定向耦合器。通常称OdB、3dB等定向耦合器为强耦合器；20dB、30dB等定向耦合器为弱定向耦合器；而直径分贝值为中等耦合定向耦合器。按其承受功率分类，可分为小功率定向耦

3、合器和大功率定向耦合器。按其输出相位分类，冇90°定向耦合器。矩形波*同轴线带状线微带线图2.2常川传输线截面图⑵定向耦合器的技术指标耦合度设图2.1b的定向耦合器中端口1的归一入射电压为al,端口4耦合输出的反射波电压为b4,则输出电压与入射电压之比，叫电压耦合系数，即而功率耦合系数是若用分贝表示，则得分贝耦合系数是(dB)C=lOlog—=10log—=101og

4、541

5、2a由于定向耦合器的输入功率P1必定大于耦合输出功率P4,所以分贝耦合系数为负值。但习惯上只称它的绝对值。我们通常就把分贝耦合系数的绝对值称为耦合度。图2

6、.1-b定向耦合器的端口1的输入功率一部分被耦合输出到耦合端口4,造成输出端口2的功率损失，称为耦合损耗。耦合损耗=101og(l-10帀)(dB)表2.1给出了耦合度与耦合损耗的关系。表2.1耦合度与耦合损耗的关系耦合度(dB)耦合损耗(dB)耦合度(dB)耦合损耗(dB)耦合度(dB)耦合损耗(dB)0无穷大61.25150.1424.3370.97200.0433.0280.75250.0142.2090.58300.0051.65100.46400.00插入损耗图2.1-b定向耦合器的端口2的输出功率与端口1的输入功率比称

7、为插入损耗。它包含端口失配损耗、材料损耗、耦合损耗。£=10log—=10logPiiOlOggf(dB)定向性在理想情况下，定向耦合器通道中只有一个端口输出，另一个和反端口没有功率输出,但实际上由于设计和制造等原因，常常也冇一定的输出，为了表示耦合通道的定向传输性能,通常取正反两方向上输出功率Z比的分贝数，定义为定向性系数，简称定向性。在图2-b中，定向性D=101og垃P、=10log=101og^-(dB)上式表明，D越大，反向传输功率越小，定向性越好。隔离度在图2.1-b中，当端口1输入功率时，端口3没有输岀，故称为隔离端

8、。而实际上端口2完全没冇功率输出是不可能的，只是输出功率P3很小。通常定义输入功率P1与隔离端口输出功率Z比的分贝数为隔离度。B=10logAP3=10log£1by=10log—S31(dB)上式表明，定向耦合器的隔离度是正值。隔离度和定向性的关系101og

9、S41

10、2+101ogD=101og^S31,山此可知，定向耦合器的定向性等于隔离度加分贝耦合。山于分贝耦合是负值，山此定向性等于隔离度减去分贝耦合值（耦合度）。实质上定向性和隔离度同属描写定向性能的技术指标，因此通常值用隔离度和定向性其中z—來描述定向耦合器的性能。