
【医】 directional coupler
directional
【计】 vectoring
【化】 orientation
【医】 orientation
【医】 coupler
定向联结器(Directional Coupler)是电子工程与通信系统中的关键无源器件,主要用于信号的定向耦合与监测。其核心功能是从主传输路径(直通端)中按特定比例提取部分信号能量至耦合端,同时确保信号传输的方向性与隔离性。以下是其详细解释:
定向耦合
通过内部电磁场设计,仅耦合主传输线中特定方向的信号(如正向或反向传播波),而抑制反方向信号。耦合度(Coupling Factor)表示耦合端与直通端的信号强度比例,常用分贝(dB)计量(例如 20dB 耦合器表示耦合端输出比直通端弱 20dB)。
应用场景:实时监测发射机输出功率或天线反射信号,避免信号干扰。
高方向性与隔离度
方向性(Directivity)指耦合端对正向与反向信号的区分能力,隔离度(Isolation)衡量直通端与隔离端(未使用端口)的信号泄漏程度。高性能定向联结器的方向性可达 30dB 以上,确保信号路径的纯净性。
应用场景:在射频测试中精确分离入射波与反射波,用于网络分析仪测量。
射频功率监测
在基站发射系统中,通过耦合部分信号至功率检测电路,实现发射功率的闭环控制,保障通信稳定性(来源:IEEE Standard 145-2013《射频与微波术语定义》)。
示例:5G 基站通过定向联结器实时调整功率放大器输出,避免过载。
信号采样与反馈控制
耦合端输出可用于频谱分析、频率校准或自动增益控制(AGC)环路,提升系统抗干扰能力(来源:清华大学出版社《微波工程基础》,李辑熙著)。
示例:雷达系统利用定向联结器采样回波信号,优化目标检测精度。
中文术语 | 英文术语 | 物理意义 |
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耦合度 | Coupling Factor | 直通端功率与耦合端功率的比值,单位 dB |
插入损耗 | Insertion Loss | 直通端因器件引入的功率损耗 |
方向性 | Directivity | 耦合端对正向与反向信号的响应差异,反映器件方向选择性 |
阻抗匹配 | Impedance Matching | 端口特性阻抗(通常 50Ω)与传输线匹配,减少信号反射 |
IEEE Std 287-2007《射频与微波功率测量标准》,定义定向联结器在功率校准中的精度要求。
《微波元器件设计手册》(David M. Pozar 著),详述微带线/波导定向耦合器的电磁仿真与优化方法。
定向联结器的性能直接影响通信系统效率,在 5G 毫米波、卫星通信等高精度场景中需严格满足低损耗、高方向性设计准则。
"定向联结器"可能是"定向耦合器"的笔误或翻译差异。其英文对应为"directional coupler",是一种重要的射频器件。以下是详细解释:
一、基本定义 定向耦合器是四端口微波/毫米波元件,由直通线(主线)和耦合线(副线)构成,通过缝隙、孔或耦合线段实现能量定向传输。它能将输入信号按比例分配到不同端口,同时保持主信号完整性。
二、核心特性
三、主要功能 • 信号分配与监测(如基站功率监控) • 反向干扰抑制(提升系统稳定性) • 功率测量(通过耦合端口连接检测设备) • 多路信号隔离(防止通道间串扰)
四、技术参数 关键指标包括耦合度(dB)、方向性(dB)、插入损耗和带宽。例如典型耦合度可为3dB/6dB/10dB等,计算公式: $$ 耦合度(C) = 10log{10}left(frac{P{in}}{P_{couple}}right) $$
注:若需具体型号参数或应用案例,建议参考IEC 60169标准文件或微波工程手册。
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