射頻定向耦合器是常用的射頻微波器件，可用于信號(hào)的分配和混合，實(shí)現(xiàn)功率的監(jiān)測(cè)、傳輸和反射的掃頻測(cè)試等。在微波通信系統(tǒng)中，將微波信號(hào)的功率按一定的比例進(jìn)行分配，用于監(jiān)測(cè)法師功率，輸出頻譜，測(cè)試發(fā)射機(jī)到天線端的反射功率，監(jiān)測(cè)天饋系統(tǒng)的匹配情況，也可用于發(fā)射機(jī)的功率控制。

(一)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)

定向耦合器是一種四端口無源器件，有一個(gè)輸入端口，一個(gè)輸出端口，一個(gè)耦合信號(hào)端口以及一個(gè)內(nèi)部端接端口。定向耦合器用于將一條傳輸線中特定比例的傳輸功率通過另一個(gè)接口或端口進(jìn)行耦合。從信號(hào)采樣到信號(hào)生成和信號(hào)注入，定向耦合器可用于各種不同的射頻應(yīng)用。

定向耦合器的設(shè)計(jì)和制造存在許多與適配器一樣的問題和限制。此外，定向耦合器還要求內(nèi)置終端或正向/反向耦合信號(hào)路徑，復(fù)雜度更高。耦合信號(hào)路徑所承載的射頻信號(hào)功率通常比主傳輸線路少數(shù)百、數(shù)千或數(shù)萬倍，這種低功率電平允許使用額定低功率傳輸線。

即使是高功率波導(dǎo)定向耦合器，也可以將低功率同軸傳輸線用作耦合端口來代替波導(dǎo)耦合器，以減小尺寸，降低布線復(fù)雜度和系統(tǒng)成本。但對(duì)于混合耦合器或3dB 90°混合耦合器而言，情況就大為不同，它們主要是將信號(hào)的功率平均分配到兩個(gè)相等的射頻信號(hào)路徑中。因此，這類耦合器需要匹配的信號(hào)路徑才能處理同等的功率電平。

定向耦合器通常具有極低的插入損耗和反射。如果設(shè)計(jì)精度不高，則在高功率電平下，耦合方法會(huì)導(dǎo)致大量的插入損耗和反射。另一個(gè)要考慮的因素是耦合線路的負(fù)載。在低功率電平下，一個(gè)終端可能就已經(jīng)足夠，但是，在更高的功率電平下，任何失配或反射都可能導(dǎo)致大量功率反饋到主信號(hào)路徑中。此外，定向耦合器的終端可能需要比其低功率同類終端具有更強(qiáng)的功率處理能力，具體取決于耦合強(qiáng)度。

定向耦合器是一種微波元件，其主要功能是將傳輸?shù)奈⒉üβ拾匆欢ū壤ㄏ虻伛詈?分出)一部分功率。它通常具有一個(gè)主線(主傳輸線)，用于傳輸主信號(hào)，以及一個(gè)或多個(gè)耦合線(或端口)，用于提取或注入一部分信號(hào)功率。這種耦合是定向的，意味著功率在特定方向上被耦合，而在其他方向上被抑制。

定向耦合器在微波電路和系統(tǒng)中有多種應(yīng)用，例如用于功率監(jiān)測(cè)、信號(hào)源隔離、傳輸和反射測(cè)量等。它們還可以用于信號(hào)分配、組合或混合，以及在信號(hào)處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各種功能。

定向耦合器可以通過各種微波傳輸線實(shí)現(xiàn)，如同軸線、波導(dǎo)、帶狀線或微帶線等。其設(shè)計(jì)和制造需要考慮多種因素，包括工作頻率、功率容量、耦合度要求以及尺寸和重量限制等。

(二)Pasternack

Pasternack定向耦合器屬于無源器件，其用于在傳輸線中耦合一部分傳輸功率。定向耦合器的帶寬、高指向性和大功率可以滿足設(shè)計(jì)人員在要求高的應(yīng)用場(chǎng)合的需求。射頻定向耦合器通常使用兩條并攏的傳輸線，以使通過一條傳輸線的能量可以耦合至另一條傳輸線，均符合RoHS 和 REACH規(guī)范。

Pasternack定向射頻耦合器帶N型或SMA連接器，其耦合值為6dB、10 dB、16 dB、20 dB、30 dB和35 dB。我們典型的大功率定向耦合器的額定功率的范圍從25到70瓦，額定頻率的范圍從1GHz到8GHz。