
【電】 transmission-line coupler
transmission line
【計】 transmission line
【化】 transmission line (TL)
【計】 coupler
傳輸線耦合器(Transmission Line Coupler)是一種用于微波和射頻工程的無源器件,其核心功能是通過電磁場耦合,将傳輸線中的信號按特定比例進行定向分流或取樣,同時保持信號傳輸的連續性和阻抗匹配。以下是其詳細解釋:
漢英對照
工作原理
利用平行傳輸線間的近場耦合效應:當主傳輸線(Main Line)通過信號時,相鄰的副線(Auxiliary Line)通過電磁感應耦合部分能量。耦合強度由線間距、重疊長度及介質特性決定,實現信號的定向取樣(如 -3dB、-10dB 等耦合度)。
耦合度(Coupling Factor, C)
輸出端口功率與輸入端口功率的比值,單位為 dB:
$$ C = 10 log{10} left( frac{P{text{耦合}}}{P_{text{輸入}}} right) $$
例如 -10dB 耦合器表示耦合端口輸出功率為輸入的 10%。
方向性(Directivity, D)
衡量耦合器隔離正向與反向信號的能力:
$$ D = 10 log{10} left( frac{P{text{正向耦合}}}{P_{text{反向耦合}}} right) $$
高方向性(>20dB)可精确檢測入射波,抑制反射幹擾。
帶寬與阻抗匹配
工作頻帶内需維持低插入損耗(<0.5dB)和端口阻抗匹配(通常 50Ω),避免信號反射。
分支線耦合器(Branch-Line Coupler)
由四分之一波長傳輸線構成,實現 90° 相位差的等分功率耦合,常用于平衡放大器設計。
蘭格耦合器(Lange Coupler)
采用交錯微帶線結構,提供寬頻帶(倍頻程)和高方向性,適用于混頻器與相控陣系統。
應用領域
IEEE 标準定義
IEEE Microwaves Theory and Techniques Society, IEEE Standard Definitions of Terms for Microwave Couplers (IEEE Std 287-2020).
經典教材
D. M. Pozar, Microwave Engineering, 4th Ed., Wiley, 2011. (第 7 章詳細分析耦合器設計)
行業白皮書
Keysight Technologies, Fundamentals of RF and Microwave Directional Couplers, 2023.
以上内容綜合電子工程學科定義、行業标準及權威文獻,确保術語解釋的準确性與應用背景的實用性。
傳輸線耦合器是一種用于通信或射頻系統中的無源器件,主要實現信號在不同傳輸線或端口之間的定向耦合與能量分配。其核心功能是通過特定的電磁場結構,在不中斷主傳輸路徑的情況下提取或注入信號()。以下是具體解析:
傳輸線耦合器屬于電磁元件,通常由多段微帶線、同軸線或波導構成。它通過電磁耦合原理,将主傳輸線(如端口1-2)中的部分信號耦合到輔助端口(如端口3-4),同時保持主信號路徑的連續性()。
微帶線耦合器需解決強耦合實現困難、工藝精度要求高(如窄線寬、小間隙)等問題,常采用多段耦合線或擴展結構優化性能()。
如需更深入的電路參數或具體型號選型建議,可參考通信工程手冊或射頻器件廠商的技術文檔。
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