
【电】 transmission-line coupler
transmission line
【计】 transmission line
【化】 transmission line (TL)
【计】 coupler
传输线耦合器(Transmission Line Coupler)是一种用于微波和射频工程的无源器件,其核心功能是通过电磁场耦合,将传输线中的信号按特定比例进行定向分流或取样,同时保持信号传输的连续性和阻抗匹配。以下是其详细解释:
汉英对照
工作原理
利用平行传输线间的近场耦合效应:当主传输线(Main Line)通过信号时,相邻的副线(Auxiliary Line)通过电磁感应耦合部分能量。耦合强度由线间距、重叠长度及介质特性决定,实现信号的定向取样(如 -3dB、-10dB 等耦合度)。
耦合度(Coupling Factor, C)
输出端口功率与输入端口功率的比值,单位为 dB:
$$ C = 10 log{10} left( frac{P{text{耦合}}}{P_{text{输入}}} right) $$
例如 -10dB 耦合器表示耦合端口输出功率为输入的 10%。
方向性(Directivity, D)
衡量耦合器隔离正向与反向信号的能力:
$$ D = 10 log{10} left( frac{P{text{正向耦合}}}{P_{text{反向耦合}}} right) $$
高方向性(>20dB)可精确检测入射波,抑制反射干扰。
带宽与阻抗匹配
工作频带内需维持低插入损耗(<0.5dB)和端口阻抗匹配(通常 50Ω),避免信号反射。
分支线耦合器(Branch-Line Coupler)
由四分之一波长传输线构成,实现 90° 相位差的等分功率耦合,常用于平衡放大器设计。
兰格耦合器(Lange Coupler)
采用交错微带线结构,提供宽频带(倍频程)和高方向性,适用于混频器与相控阵系统。
应用领域
IEEE 标准定义
IEEE Microwaves Theory and Techniques Society, IEEE Standard Definitions of Terms for Microwave Couplers (IEEE Std 287-2020).
经典教材
D. M. Pozar, Microwave Engineering, 4th Ed., Wiley, 2011. (第 7 章详细分析耦合器设计)
行业白皮书
Keysight Technologies, Fundamentals of RF and Microwave Directional Couplers, 2023.
以上内容综合电子工程学科定义、行业标准及权威文献,确保术语解释的准确性与应用背景的实用性。
传输线耦合器是一种用于通信或射频系统中的无源器件,主要实现信号在不同传输线或端口之间的定向耦合与能量分配。其核心功能是通过特定的电磁场结构,在不中断主传输路径的情况下提取或注入信号()。以下是具体解析:
传输线耦合器属于电磁元件,通常由多段微带线、同轴线或波导构成。它通过电磁耦合原理,将主传输线(如端口1-2)中的部分信号耦合到辅助端口(如端口3-4),同时保持主信号路径的连续性()。
微带线耦合器需解决强耦合实现困难、工艺精度要求高(如窄线宽、小间隙)等问题,常采用多段耦合线或扩展结构优化性能()。
如需更深入的电路参数或具体型号选型建议,可参考通信工程手册或射频器件厂商的技术文档。
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