简述波导定向耦合器的应用

PASTERNACK 2024-10-23 15:47:38

在射频电路中,射频耦合器主要有检测或监测信号,改变信号的幅度、相位等特性,以满足不同的通信需求。射频耦合器常见类型有平行线耦合器、分支线耦合器、波导定向耦合器、Lange 耦合器等。今天我们主要来了解一下波导定向耦合器。

射频耦合器有多种类型,如平面电路、同轴和波导定向耦合器。其中,利用波导定向耦合器技术制造的产品在功率和性能方面表现最佳。与基于同轴和平面传输线以及平面波导构建的平面电路和同轴耦合器不同,波导定向耦合器是通过法兰波导实现的。这意味着其结构为带状,同时由空心矩形、椭圆形或圆形波导组成。这些无源且实心金属结构通常非常坚固,即使在超高频条件下也能承受较高的功率水平,相较于其他制造方法更具优势。

WR-137 波导耦合器,一字宽边式, 30 dB, CPR-137G 法兰, E 面耦合端口, 5.85 GHz ~8.2 GHz,铜合金

波导定向耦合器有多种设计类型,主要有Bethe孔、多孔、魔T、双向/单向以及四分等。不同类型的波导定向耦合器决定了其耦合比、频率范围、方向性、功率处理能力及电压驻波比等关键性能指标。

波导尺寸 许多波导是使用与标准波导法兰兼容的标准尺寸制成的。这些标准波导尺寸具有指定的工作频率范围,包括指定主模的最小和最大工作频率。耦合结构的频率范围可能是波导定向耦合器工作频率范围的限制因素,并且小于该尺寸的典型波导的指定带宽。

WR-90 波导耦合器,十字交叉式,20 dB,CPR-90G 法兰, 耦合端口 SMA 母头, 8.2 GHz - 12.4 GHz, 青铜

通常而言,波导定向耦合器在驻波比(VSWR)、方向性、回波损耗、功率处理能力、击穿电压及插入损耗等性能指标上均优于同轴和平面电路定向耦合器,并且通常提供更大的自由度和精确度以调控耦合系数。然而,波导定向耦合器的占地面积较大,这主要由其必要的物理几何形状和波导法兰尺寸所决定。一些波导定向耦合器的主端口采用标准波导法兰,而其耦合端口则可能使用一个或两个同轴端口。在此类应用中,波导端接相较于同轴端接性能更佳。因此若仅需一个定向耦合器,较为理想的方案是将同轴与波导端接结合使用,如带有同轴适配器的波导定向耦合器。

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